Die Hauptanwendung von industriellen Steuerungsrechnern im Bereich der Autobahnen

Industrielle Steuerungsrechner (IPC) haben sich dank ihrer Kernvorteile wie breiter Betriebstemperaturbereich, Erdbebensicherheit, Störfestigkeit, vielfältige Schnittstellen und hohe Stabilität zur zentralen Hardware für den intelligenten Autobahnbau entwickelt. Sie steuern den gesamten Prozess der vernetzten Mauterhebung, der Straßenzustandskontrolle sowie des Betriebs und der Wartung von Stationen und bilden so eine solide Hardwaregrundlage für einen sicheren und effizienten Verkehr in Autobahnnetzen.

1. Der Hauptvorteil von Industriesteuerungsrechnern liegt in ihrer Anpassungsfähigkeit an Hochgeschwindigkeitsszenarien.
Für die besonderen Einsatzbedingungen in dynamischen Außenumgebungen mit wechselnden Temperaturen und starken Störungen bieten industrielle Steuerungscomputer eine einzigartige Anpassungsfähigkeit: Sie unterstützen einen extrem breiten Temperaturbereich von -40 °C bis 70 °C, sind staub- und wasserdicht gemäß Schutzart IP40 und widerstehen extremer Kälte, Hitze, Wind, Sand, Feuchtigkeit und Fahrzeugvibrationen. Ausgestattet mit industrietauglichen Prozessoren ermöglichen sie die Echtzeit-Datenverarbeitung direkt vor Ort und vermeiden so Verzögerungen durch Cloud-Verbindungen. Dank mehrerer serieller und Netzwerkschnittstellen lassen sie sich nahtlos in verschiedene Endgeräte wie ETC-Antennen, Kameras, Sensoren, Tore usw. integrieren. Die lüfterlose Kühlung und die redundante Stromversorgung gewährleisten eine geringe Ausfallrate und lange Lebensdauer und erfüllen somit die Anforderungen an einen unterbrechungsfreien Langzeitbetrieb und eine problemlose Wartung.

2. Die Kernanwendung von industriellen Steuerungsrechnern im Autobahnbau
1. Kernsteuereinheit des ETC-Portals und des Freifluss-Mautsystems
Nach der Abschaffung der Provinzmautstellen an den Nationalstraßen wurde das ETC-Mautportal zum zentralen Abrechnungssystem. Der Industriecomputer fungierte als Portalsteuerungszentrale und übernahm die Hauptaufgaben der Abrechnung. Bei hohen Geschwindigkeiten ist der Industriecomputer mit der ETC-Antenne und einer hochauflösenden Kamera verbunden, um Fahrzeugdaten zu erfassen, die Fahrstrecke zu verifizieren, die Maut zu berechnen und die Daten verschlüsselt hochzuladen – und das innerhalb von Millisekunden. Dies ermöglicht eine unterbrechungsfreie und schnelle Abfertigung und löst das Problem der manuellen Mauterhebung vollständig. Gleichzeitig gewährleistet das System eine präzise und fehlerfreie Abrechnung, ist für die extremen Bedingungen im Freien geeignet und läuft das ganze Jahr über stabil und ohne Ausfallzeiten.

2. Überwachung und intelligente Steuerung der Straßenverhältnisse auf der gesamten Autobahn
Industrie-PCs bilden das Herzstück der intelligenten Überwachung von Hochgeschwindigkeitsstraßen. Sie greifen in Echtzeit auf Sensoren entlang der Strecke zu, die Verkehrsfluss und Wetterdaten erfassen. Mithilfe von KI-Algorithmen erkennen sie automatisch Unfälle, Staus, Straßenstörungen und andere kritische Zustände, geben frühzeitig Warnungen aus und verlinken mit Anzeigetafeln, um Geschwindigkeitsbegrenzungen und Umleitungen anzuzeigen. In Tunneln überwachen Industrie-PCs in Echtzeit Schadstoffe, Beleuchtung und Wasserstand, steuern automatisch Lüfter, Beleuchtung und Entwässerungsanlagen, beugen Gefahren vor und gewährleisten die Sicherheit der Tunneldurchfahrt.

3. Intelligente und unbemannte Steuerung von Hochgeschwindigkeits-Mautstationen
Die Hochgeschwindigkeits-Ein- und Ausfahrtsspuren werden durch industrielle Steuerungscomputer intelligent und fahrerlos gesteuert. Ob ETC-Spuren oder gemischte Spuren – die Steuerungscomputer erfassen automatisch Kennzeichen, steuern die Schranken und rechnen die Kosten ab. So wird der fahrerlose Betrieb unterstützt, die Verkehrseffizienz gesteigert und die Personalkosten gesenkt. Gleichzeitig ist der Computer mit der Lkw-Waage verbunden, um Überladung in Echtzeit zu überwachen, Fahrzeuge mit Überladung automatisch zu sperren und die entsprechenden Informationen an die Strafverfolgungsbehörden weiterzuleiten. Dadurch wird verhindert, dass überladene Fahrzeuge die Fahrbahn und Brücken beschädigen, und die Sicherheit der Straßeninfrastruktur gewährleistet.

4. Notfallmaßnahmen und Instandhaltung des Autobahnnetzes
Industrielle Steuerungsrechner spielen eine entscheidende Rolle bei der schnellen Reaktion auf Notfälle sowie beim Betrieb und der Instandhaltung von Anlagen. Bei plötzlichen Ereignissen wie Verkehrsunfällen, Straßeneinbrüchen oder wetterbedingten Straßensperrungen können sie Warneinrichtungen und variable Informationstafeln entlang der Strecke schnell vernetzen, Warnungen, Straßensperrungen und Umleitungen synchron ausgeben und in Zusammenarbeit mit der Leitstelle den Verkehrsfluss rasch umleiten, die Auswirkungen von Unfällen minimieren und die Effizienz der Notfallmaßnahmen verbessern. Darüber hinaus verfügen industrielle Steuerungsrechner über Selbsttest- und Fernüberwachungsfunktionen, die Betriebsstörungen von Antennen, Kameras, Schranken und anderen Endgeräten in Echtzeit melden. Betriebs- und Wartungspersonal muss nicht mehr zu abgelegenen Streckenabschnitten eilen, um Fehler aus der Ferne zu diagnostizieren und zu beheben. Dies verkürzt die Reparaturzeiten erheblich, senkt die Kosten für Betrieb und Instandhaltung des Straßennetzes und gewährleistet den langfristig stabilen Betrieb der Anlagen entlang der gesamten Strecke.

3. Vorsichtsmaßnahmen für Einsatz und Betrieb
Aufgrund der Kombination aus hohen Geschwindigkeiten und komplexen Arbeitsbedingungen müssen bei der Bereitstellung, dem täglichen Betrieb und der Wartung von Industriesteuerungsrechnern folgende Punkte beachtet werden: Es ist vorrangig auf originale, lüfterlose Industriemodelle mit breitem Temperaturbereich zurückzugreifen; modifizierte Standardmaschinen sind unbedingt zu vermeiden; die Rechner müssen für extreme Umgebungsbedingungen im Außenbereich geeignet sein. Eine ordnungsgemäße Erdung und elektromagnetische Abschirmung der Geräte ist sicherzustellen, um starke elektromagnetische Störungen durch Strom- und Kommunikationsgeräte entlang der Leitungen zu verhindern und Datenverluste sowie Geräteausfälle zu vermeiden. In speziellen Bereichen wie Tunneln und auf Sandpisten sind regelmäßige Wartungsarbeiten zur Staubentfernung und zum Schutz vor Feuchtigkeit durchzuführen. Wichtige Abrechnungs- und Überwachungsdaten müssen regelmäßig gesichert werden, um Datenverluste zu vermeiden, die Lebensdauer der Geräte zu maximieren und einen stabilen 24/7-Betrieb zu gewährleisten.

4. Zusammenfassung
Insgesamt sind industrielle Steuerungsrechner aufgrund ihrer hohen Anpassungsfähigkeit an verschiedene Umgebungsbedingungen und ihrer Stabilität tief in den gesamten Prozess der Mauterhebung, -steuerung, des Betriebs und der Instandhaltung von Autobahnen integriert und bilden die zentrale Hardware-Basis für intelligente Hochgeschwindigkeitsmodernisierungen. Mit dem Fortschritt des intelligenten Autobahnbaus werden sich industrielle Steuerungsrechner auch zukünftig an neue Szenarien wie die Fahrzeug-Straßen-Kollaboration und die Digitalisierung des Straßennetzes anpassen und so einen effizienteren, sichereren und optimierten Autobahnbetrieb sowie die Gewährleistung eines reibungslosen Landverkehrs weiter unterstützen.