Baukasten-Systeme und Box-PCs

Hochperformante Rechner für autonome Züge

23. Oktober 2018, 11:07 Uhr | Engelbert Hopf
Das CPU-Modul, ein Netzteil und verschiedenen Erweiterungsmodule für drahtlose Kommunikation und Speicherung erlauben im Rahmen der modularen DIN-Rail-Serie anwendungsspezifische Konfigurationen mit kurzer Time-to-Market.
© MEN Mikro Elektronik

Auch für Embedded-Spezialisten wie die MEN Mikro Elektronik gewinnt der Bahnmarkt eine immer größere Bedeutung.

Geht es heute noch vor allem um robuste Komponenten und Subsysteme für die Kommunikation in den Zügen, werden in Zukunft wohl hochperformante Rechnerplattformen für autonom fahrende Zugsysteme massiv an Bedeutung gewinnen.

Ohne hochperformante Rechnerplattformen wird sich autonomes Fahren im Bahnbereich mit Sicherheit nicht umsetzen lassen«, stellt Mathias Beer, Director Global Technical Solutions bei MEN Mikro Elektronik, kategorisch fest und freut sich gleichzeitig über den jüngsten Trend in der Bahntechnik, der MEN in Zukunft neue Wachstumschancen eröffnen dürfte. »Noch vor einigen Monaten war das nicht so klar erkennbar«, beschreibt er die Dynamik der Entwicklung, »hier auf der Messe scheint das Thema autonom fahrender Züge plötzlich in aller Munde zu sein«.

Dass das Thema in den letzten Monaten Fahrt aufgenommen hat, steht für ihn im direkten Zusammenhang damit, »dass nun erste CPUs und GPUs auf dem Markt erhältlich sind, mit denen funktionale Sicherheit realisierbar ist«. Natürlich sei der Schienenverkehr von Natur aus für Konzepte wie das autonome Fahren prädestiniert, »aber Themen wie Hinderniserkennung und Umgebungswahrnehmung erfordern ausgefeilte graphische Algorithmen«.

Dass das Thema so schnell an Bedeutung gewonnen hat, sieht er auch mit einem Generationswechsel in der Bahnbranche verbunden. »Entscheider in diesem Bereich sind nun auf einmal 30 bis 45 Jahre alt, und die orientieren sich am Leading Edge, das in diesem Fall von der Automobilindustrie vorgegeben wird«. Mit der zunehmenden Digitalisierung des Bahngeschäfts werden dabei ganz neue Herausforderungen an die Branche herantreten.

»Überlegungen wie Smart Rail 4.0, die sich mit der übernächsten Generation der Zugsicherung beschäftigen, setzen auf eine Verlagerung der Sicherheit in die Cloud.« Im Zusammenhang mit Themen wie funktionale Sicherheit dürften dann die Bemühungen, die entsprechenden Rechenzentren sicher zu machen, oberste Priorität haben.

Angesprochen auf die Auswirkungen des Handelskriegs zwischen den USA und China auf das weltweite Bahngeschäft, gibt sich Beer entspannt: »China, und das zeigt auch diese Messe wieder, ist in erster Linie daran interessiert, Vorsprungstechnologie einzukaufen.« In erster Linie bezieht sich diese Aussage auf den Personenverkehr, »der Bahnmarkt in den USA ist aber zu wohl 95 Prozent ein Frachtmarkt«. Eine Beeinträchtigung des Geschäfts durch Schutzzölle fürchtet Beer zum jetzigen Zeitpunkt nicht: »Wir haben nicht nur eine Niederlassung in den USA, sondern fertigen dort auch. „Buy American“ schreckt uns also nicht.«

Zu den produkttechnischen Neuheiten, die das Unternehmen auf der Messe für den weltweiten Einsatz präsentierte, zählt mit DIN-Rail ein neues, modulares Konzept. Es basiert auf robusten Einzelkomponenten, die sich in flexiblen Built-to-Order-Konfigurationen kombinieren lassen. Dank mittlerer CPU- und geringer Verlustleistung eignet sich die neue Baureihe nach den Worten von Beer für eine Vielzahl von Anwendungen im mobilen und industriellen Markt.

Zur Palette der Einzelmodule der DIN-Rail-Serie gehören ein CPU-Modul, ein Netzteil und verschiedene Erweiterungsmodule für drahtlose Kommunikation und Speicherung. Im Baukastensystem erfolgt der Datentransfer zwischen den einzelnen Modulen sowie die Stromversorgung der einzelnen Komponenten über die von MEN standardisierten Erweiterungsstecker. Zu den Konzeptspezifikationen zählen Gehäuseabmessungen, Montage, Kühlung und IP-Schutz.

Darüber hinaus werden Erweiterungsstecker und deren Pin-Belegung definiert. Aktuelles Basismodul der DIN-Rail-Familie ist das MC50M. Es basiert auf Intels Atom-E3900-Serie und zeichnet sich damit durch geringe Verlustleistung sowie durch Skalierbarkeit in Leistung und Speicher aus. Durch die einfache Integration vorgefertigter Erweiterungsmodule ist es möglich, schnell anwendungsspezifische Konfigurationen zu fertigen und in kurzer Zeit zu liefern.

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