挑战
铁路运输安全操作自1825年首次出现客运列车以来一直是其核心部分。随着铁路运输的发展，列车密度增加，高速列车进入轨道，对发动机技术、场外铁路系统和安全操作的关注度提高。下一代列车控制系统需要利用现代技术和更快的实时数据提供方法来管理这些新条件。
方法
现代技术使铁路旅行更安全、更安全、更高效。列车控制系统由三个不同组件组成：车载自动列车控制系统、场外列车信号和轨道/平台分配铁路监控以及办公室列车管理系统（TMS）。下一代列车控制系统将新技术应用于这些领域，以提高铁路运输的安全性、安全性和效率。
车载自动列车控制（ATC）
车载ATC是列车控制系统的关键组成部分，它监控列车的位置（GPS）和速度，必要时激活制动以执行速度限制和移动以防止事故。车载ATC的三个主要功能是：根据路线位置、铁路条件和各种车站或停靠站加速和控制机车速度；根据从办公室列车控制系统提供的数据控制和实施制动系统；转发和接收有关列车位置、其他列车位置和轨道条件的通信。车载ATC由许多提供中央系统数据的单独计算系统组成。这些单独的功能系统可以使用虚拟化技术进行整合。使用虚拟化技术，这些系统可以作为三个虚拟机运行，由单个计算平台上的虚拟机管理程序管理。Wind River® Helix™ 虚拟化平台提供虚拟机功能，将不同的功能整合到单个具有实时能力的系统上。此外，最新版本的VxWorks包括对OCI容器的支持，以使用传统的IT技术进行开发和部署。通信目前使用GSM-R无线网络和光网络；最近的系统使用LTE-R，这是一种专为铁路和智能列车设计的高速网络，用于快速将数据传输到车载ATC。最终，5G技术将成为无线通信的主流。5G将提供带宽和速度，用于实时处理大量基于视频的铁路数据。
场外铁路监控
场外系统监控和操作轨道信号、开关和轨道电路，以向车载系统授权机车和列车的移动。此外，场外铁路监控系统可以评估基础设施资产、滚动列车和轨道周围环境的运行性能。其管理数据改进了性能和预防性维护策略，提高了资产可用性、成本优化和安全性。场外系统与车载ATC设备通信，提供数据给这两个系统。数据传输由光纤系统和无线电设备支持，使用当前的GSM-R无线网络，该网络正在被LTE-R和最终由5G技术和快速空中（OTA）通信取代。场外铁路监控系统结合了多个应用程序、传感器和通信系统，以提高效率和数据速度。它需要一个虚拟化平台，例如Helix平台，该平台可以处理多个在安全分区虚拟机中运行的应用程序。Helix平台可以提供虚拟机，这些虚拟机可以运行几乎任何操作系统，例如VxWorks、Wind River Linux和Windows。Helix平台简化了传统应用程序与现代应用程序和操作系统的可移植性。
办公室列车管理系统（TMS）
为了对列车操作进行中央监控和控制，办公室TMS是整个系统的关键。安全是其主要要求。在办公室服务器系统上运行的TMS将分析接收到的数据，并发送适当的数据和指令到车载自动列车控制和场外铁路监控系统。例如，一个关键应用程序是车载列车定位和检测，使列车能够“感知”其他列车的位置。这减少了碰撞的风险，同时使列车能够安全地彼此靠近运行，从而有效地利用轨道容量。随着5G通信的发展，列车将能够相互通信其位置。速度监控和控制是另一个重要的安全应用程序。较新的系统可以显示列车速度，并将速度报告回中央控制系统。当车载自动列车控制系统与场外信号系统互连时，它们可以根据轨道条件、开关位置、轨道上有其他列车、天气条件和其他因素来调节列车速度，甚至命令机车停止。下一代TMS需要在提供性能和灵活性以安全、高效、经济地运行所需的多应用程序、功能和数据分析的云基础设施上运行。使用虚拟化和容器化技术的最新服务器技术可以满足这一需求。Wind River Studio提供这种必要的功能和高性能灵活性。Studio Cloud Platform提供基于容器的分布式云基础设施，可以支持使用虚拟机和/或容器运行多个应用程序。使用Studio，安全应用程序可以在分区虚拟机中运行，这些虚拟机将不会受到其他应用程序或服务器功能的干扰。这确保了TMS所需的安全应用程序。
结果
安全是所有列车控制系统的首要任务。下一代系统必须确保对人员、货物和轨道周围环境的安全列车操作。Wind River提供了一系列产品，以支持下一代列车控制设备和系统的效率、成本效益和安全性。如需更多信息，请联系Wind River at salesinquiry@windriver.com。
