giaothongthongminhMột máy tính đặt trong tủ điều khiển đèn giao thông và một máy tính đặt trong cabin lái tàu nhìn bề ngoài không khác nhau nhiều. Nhưng chiếc thứ hai phải sống với nguồn điện tụt xuống một nửa rồi vọt lên gấp rưỡi trong vài giây, rung liên tục suốt hành trình, nhiệt độ cabin mùa hè và mùa đông chênh nhau bảy tám chục độ, cộng thêm yêu cầu vật liệu không sinh khói độc khi cháy.
Đó là lý do ngành đường sắt và ngành xe không dùng máy tính công nghiệp thông thường, mà dùng một nhóm thiết bị riêng được chứng nhận theo bộ chuẩn riêng. Với các dự án ITS ở Việt Nam — hệ thống thông tin hành khách, giám sát hành trình, thu phí trên xe, camera trên phương tiện — đọc hiểu bộ chuẩn này là bước đầu tiên trước khi so giá.
EN 50155: chuẩn gốc cho thiết bị điện tử trên phương tiện đường sắt
EN 50155 là tiêu chuẩn châu Âu cho thiết bị điện tử lắp trên phương tiện đường sắt. Nó gom lại các yêu cầu về nguồn cấp, nhiệt độ, độ ẩm, rung, sốc và tương thích điện từ. Cách nhanh nhất để thấy nó khác gì máy công nghiệp thường là đọc bảng thông số một máy đã chứng nhận.
Theo tài liệu của Advantech, Panel PC ITA-8100 ghi:
- Lớp nhiệt EN 50155 OT4+ST1: -40 đến 70 °C, chịu 85 °C trong 10 phút
- Dải nguồn theo EN 50155: 24/48/72/110 VDC với dung sai ±40%
- Chịu rung và sốc theo IEC 61373
- Mặt trước đạt IP65
- Chứng nhận EN 50155:2017, EN 50121-3-2, EN 50121-4, IEC 60571, EN 45545-2, CE/FCC Class A, UL 62368
Hai dòng đầu là phần đắt tiền nhất. Dung sai ±40% nghĩa là máy cấp 110 VDC vẫn phải chạy đúng khi điện áp tụt xuống 66 V hoặc vọt lên 154 V — điều xảy ra mỗi lần đoàn tàu tăng tốc hoặc hãm. Còn "85 °C trong 10 phút" mô tả tình huống thật: quạt thông gió cabin hỏng giữa hành trình, máy vẫn phải chạy đủ lâu để tàu về ga.
Phần cứng đi kèm cũng khác: ITA-8100 dùng CPU Intel Atom x7-E3950, màn hình 10,4 inch 1024 x 768 với tuỳ chọn 500 hoặc 1300 nits, thiết kế không quạt, và toàn bộ cổng kết nối dùng đầu nối M12 có ren vặn — LAN M12 X-coded, USB và COM M12 A-coded — thay cho RJ-45 và USB thường vốn tự tuột khi rung. Bố trí 32 phím theo chuẩn UIC 612-01 để người lái ở tàu nào cũng bấm đúng phím.
IEC 61373: rung và sốc đo theo vị trí gắn
Trong khi máy công nghiệp thông thường công bố rung bằng một con số Grms theo IEC 60068-2-64, thiết bị đường sắt dùng IEC 61373 — tiêu chuẩn quy định phép thử rung và sốc cho thiết bị lắp trên phương tiện đường sắt. Điểm khác biệt về tư duy: IEC 61373 phân loại theo vị trí gắn trên đoàn tàu, vì thiết bị bắt vào thân toa, bắt vào giá chuyển hướng và bắt gần trục bánh chịu mức rung hoàn toàn khác nhau.
Hệ quả thực tế khi mua hàng: hỏi "máy này chịu bao nhiêu G" là câu hỏi chưa đủ. Câu đúng là "máy này chứng nhận IEC 61373 cho vị trí gắn nào", và vị trí đó có khớp với chỗ bạn định lắp không. Một máy chứng nhận cho thân toa không đương nhiên dùng được ở vị trí gần giá chuyển hướng.
EN 45545 và EN 50121: hai chuẩn hay bị bỏ quên
EN 45545-2 quy định yêu cầu chống cháy cho vật liệu dùng trên phương tiện đường sắt: khả năng bắt cháy, lượng khói sinh ra và độc tính của khói. Đây là chuẩn về vật liệu vỏ và linh kiện, không phải về hiệu năng, nhưng lại là chuẩn bắt buộc trong hồ sơ nghiệm thu của nhiều dự án. Thiếu nó, máy chạy tốt vẫn không được lắp.
EN 50121-3-2 là phần tương thích điện từ cho thiết bị lắp trên phương tiện đường sắt, và EN 50121-4 áp cho thiết bị tín hiệu và viễn thông. Ý nghĩa thực tế: máy không được phát nhiễu làm loạn hệ thống tín hiệu, và ngược lại phải chạy được trong môi trường nhiễu mạnh do hệ truyền động điện tạo ra. Với dự án ITS đường sắt đô thị, đây thường là hạng mục khiến thiết bị thương mại bị loại từ vòng hồ sơ.
Đáng chú ý là các hãng máy tính công nghiệp đang đưa cả những dòng máy mạnh vào nhóm này. Cincoze GP-3100, máy tính có hộp mở rộng cho card đồ hoạ cỡ đầy đủ, công bố chứng nhận gồm EN 50155 và EN 45545-2 bên cạnh CE, UKCA, FCC, UL, E-Mark, CB và IEC 62368-1; rung và sốc theo MIL-STD-810H; nguồn vào 9–48 VDC; nhiệt độ -40 đến 70 °C với CPU 35 W. Dòng GM-1100 cùng hãng công bố EN 50121-3-2, EN 45545 và E-Mark. Nghĩa là các bài toán cần GPU trên phương tiện — nhận dạng biển số, đếm hành khách, giám sát bằng nhiều camera — đã có phần cứng đủ chuẩn, không còn phải gá máy trạm vào tủ.
Xe đường bộ: E-Mark thay cho EN 50155
Xe buýt, xe tải, xe nâng và phương tiện chuyên dụng không dùng EN 50155 mà dùng bộ chứng nhận riêng của ngành ô tô, quen gọi là E-Mark. Yêu cầu cốt lõi tương tự về tinh thần nhưng khác về chi tiết: thiết bị phải chịu được đặc tính điện của hệ 12 V và 24 V trên xe, gồm sụt áp khi đề máy và xung áp khi ngắt tải.
Advantech ARK-2250V là ví dụ đọc được rõ. Datasheet ghi: nguồn vào 12/24 VDC có chứng nhận E-Mark; quản lý đánh lửa cho phép chọn ngưỡng điện áp khởi động, ngưỡng tắt máy và thời gian trễ bật tắt; cách ly 1,5 kV; rung và sốc khi vận hành theo IEC 60721-3-5 5M3 và MIL-STD-810G Method 514.6 / 516.6; nhiệt độ làm việc -20 đến 70 °C với luồng gió 0,7 m/s; sẵn mô-đun GPS GNSS trên bo.
Mạch quản lý đánh lửa là chi tiết dễ bị xem nhẹ nhất. Nếu không có nó, máy tắt đột ngột mỗi lần tài xế tắt máy xe, và hệ điều hành hỏng dần sau vài trăm lần như vậy. Đây đúng là kiểu hỏng mà không bảng so sánh CPU nào dự báo được.
Bảng đối chiếu ba nhóm thiết bị ITS
| Vị trí lắp | Bộ chuẩn cần có | Nguồn cấp điển hình | Điểm phải kiểm |
|---|---|---|---|
| Trên tàu, toa xe điện | EN 50155, IEC 61373, EN 45545-2, EN 50121-3-2 | 24/48/72/110 VDC ±40% | Lớp nhiệt OT/ST, vị trí gắn theo IEC 61373, hồ sơ chống cháy |
| Trên xe buýt, xe tải, xe nâng | E-Mark, MIL-STD-810 hoặc IEC 60721-3-5 | 12/24 VDC | Quản lý đánh lửa, cách ly nguồn, chống xung áp |
| Tủ thiết bị ven đường, trạm thu phí | Chuẩn công nghiệp thông thường, chuẩn tủ giao thông theo từng nước | Nguồn tủ 12–48 VDC hoặc AC | Dải nhiệt mùa hè trong tủ kín, chống sét lan truyền, cấp bảo vệ IP của tủ |
Điều khách hay bỏ sót
Khi lập dự toán, phần lớn thời gian được dành cho phần mềm và camera, còn máy tính bị coi là "cái máy tính" — chọn theo CPU và giá. Nhưng trên phương tiện, chiếc máy hỏng gần như không bao giờ hỏng vì thiếu CPU. Nó hỏng vì rung làm tuột đầu nối, vì điện áp trôi làm cháy nguồn, vì nhiệt trong cabin mùa hè, vì tắt đột ngột theo khoá điện, hoặc vì bị loại ở khâu nghiệm thu do thiếu chứng chỉ chống cháy. Toàn bộ những thứ đó nằm ở phần "công nghiệp" của bảng thông số, không nằm ở phần cấu hình.
Một cách kiểm tra nhanh trước khi ký hợp đồng: yêu cầu nhà cung cấp gửi giấy chứng nhận thật, không phải dòng chữ trong catalogue, và đối chiếu số hiệu tiêu chuẩn kèm năm ban hành với yêu cầu trong hồ sơ mời thầu. Bài Hệ thống giao thông thông minh với thiết bị máy tính Advantech và bài Giao thông vận tải IoT và máy tính nhúng mô tả thêm các nhóm thiết bị thường dùng trong dự án ITS.
IPC247 hỗ trợ được gì
IPC247 phân phối máy tính công nghiệp Advantech, Cincoze cùng nhiều hãng khác tại Việt Nam, trong đó có các dòng dành cho phương tiện đường sắt và đường bộ. Với một hạng mục ITS cụ thể, chúng tôi đối chiếu yêu cầu trong hồ sơ với chứng nhận thực tế của từng model, chỉ ra lớp nhiệt và dải nguồn tương ứng, đề xuất cấu hình I/O và đầu nối M12 phù hợp vị trí lắp, cung cấp tài liệu kỹ thuật và giấy chứng nhận của hãng cho hồ sơ nghiệm thu, cho mượn máy demo và hỗ trợ kỹ thuật trong quá trình triển khai. Gửi cho chúng tôi yêu cầu kỹ thuật của gói thầu là đủ để đối chiếu.
Nguồn tham khảo
- https://advdownload.advantech.com/productfile/pis/ita-8100/file/ita-8100_ds(010621)20210125185711.pdf
- https://www.advantech.com/en-us/products/1e299ab8-5f51-4c38-9957-376d781c7304/ita-8100/mod_39445224-0c29-43fa-83e3-b9e39aabe029
- https://advdownload.advantech.com/productfile/pis/ark-2250v/file/ark-2250v_ds(080322)20220803163332.pdf
- https://www.cincoze.com/en/goods_info.php?id=545
- https://www.cincoze.com/en/goods_info.php?id=546
- https://webstore.iec.ch/en/publication/5395
