Analysten der Firma Berg Insight gehen davon aus, dass allein der europäische Markt für Flottenmanagementsysteme bis 2015 mit einer Wachstumsrate von satten 20 % auf rund fünf Millionen Einheiten anwächst. Hinzu kommt der amerikanische Markt, der ebenfalls zweistellig zulegen soll. Dieses Wachstum ermöglichen die verfügbaren Mobilfunk-Bandbreiten und Tarifmodelle, die UMTS sowie der Mobilfunkstandard Long Term Evolution (LTE oder 4G) bereitstellen. Hinzu kommen die gleichermaßen leistungsfähigen und energiesparenden Hardware-Plattformen sowie sonnenlichttaugliche Displays.

Bedient wird dieser Markt mit den unterschiedlichsten Touchpanel-Systemen, vom reinen Anzeigeterminal, das an einem Embedded-Rechner angeschlossen ist, bis zu vollwertigen Panel-PCs. Dabei variiert die Displaygröße abhängig von den Applikationen, die mit diesen Devices betrieben werden. Die Bandbreite reicht hier von der reinen Interaktion zwischen Firmenzentrale, Kunden und Fahrer sowie Navigationssystemen über die Bedienung gekapselter Funktionen bei Arbeitsmaschinen bis hin zu komplexen Lösungen mit Anbindung an die Bussysteme der Fahrzeugelektronik. Speziell die Bedienung und Steuerung von Baumaschinen und Nutzfahrzeugen erfordert hier immer leistungsfähigere Geräte.

Der Bahnrechner Kontron HMITR ist für den Einbau in Steuerungspulte ausgelegt. Eine rundum IP65-geschützte Variante für die VESA-Montage ist in der Entwicklung

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So unterschiedlich die Szenarien hinsichtlich der Leistungsparameter eines Industrie-PC sind, hinsichtlich Robustheit gelten durchweg höchste Anforderungen an die Mechanik und Konstruktion: Neben stark schwankenden Betriebstemperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit spielen eine hohe Vibrations- und Schockfestigkeit eine große Rolle. Folglich sind robuste Speicherauslegungen, beispielsweise spezielle Automotive-Festplatten bis hin zu besonders schockresistenten Solid State Drives (SSD), Pflicht. Abhängig von der Arbeitsumgebung werden sonnenlichttaugliche Displays gefordert, deren Leuchtkraft sich automatisch den Lichtbedingungen im Umfeld anpasst.

Hinzu kommen USV- und Zündschloss-getriggerte Shut-down-Routinen, Steckverbinder mit Verriegelungen, Spritzwasserschutz sowie mitunter Heizungen gegen eine Betauung der Elektronik im Gehäuse, wenn die Geräte im arktischen Umfeld zum Einsatz kommen. Für Applikationen in Baumaschinen oder Müllfahrzeugen müssen die Panels meist auch für die Bedienung mit Handschuhen oder beliebigen Gegenständen ausgelegt sein. Ein weiteres wichtiges Kriterium ist zudem die Langzeitverfügbarkeit der Systeme.

Nur das Militär verlangt mehr

Für abgesetzte Bedienlösungen gibt es den Box-PC Microspace MPCX28 sowohl in einer Bahn-Variante als auch für weniger raue Anwendungen

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Wesentliche Teile dieses Anforderungs-Szenarios standen bei der Erstellung des Pflichtenhefts für den Panel-PC HMITR (TR:Transportation) Pate. Der EN50155-konforme Display-Computer mit 10,4 Zoll Bildschirmdiagonale basiert auf der Intel-Atom-Prozessorserie E6xx. Der Panel-PC hat entsprechend den Anforderungen der European Railway Application einen erweiterten Arbeitstemperaturbereich (EN50155 T1) von –25 °C bis +55 °C und bietet einen geringen Energieverbrauch bei leistungsfähiger Grafik- und Display-Technologie.

Der lüfterlose Panel-PC mit projected kapazitivem Touchdisplay und bei Bedarf zusätzlichen Hardkeys ist frontseitig gegen Staub und Strahlwasser geschützt (IP65) und eignet sich aufgrund seiner robusten Auslegung für anspruchsvolle Applikationen im Transport- und Verkehrswesen wie auch in der industriellen Automatisierung. Typische Bahn-Applikationen umfassen beispielsweise so genannte Driver-Display-Systeme (DDS) gemäß UIC 612-01, in denen das HMITR das User-Interface für Überwachungs- und Steuerungsfunktionen in Lokführerständen übernimmt. Charakteristische Anwendungen in der Industrie sind Kräne oder Gabelstapler, die auch im Außenbereich zum Einsatz kommen. Der langzeitverfügbare Kontron HMITR bietet eine hohe Zuverlässigkeit (MTBF) und ist bereits konform zu den wichtigsten Bahnnormen wie EN50155 (Elektronische Einrichtungen auf Schienen­fahrzeugen), EN50121-3-2 (EMV), EN61373 (Schock und Vibrationen), EN60950 (Sicherheit von IT-Equipment) und CEN TS 45545-1 (Brandschutz).

Aber nicht immer sind Systeme sinnvoll, die Steuerungsintelligenz und GUI miteinander kombinieren. Je mehr Fahrzeugelektronik implementiert werden muss, desto eher gehen OEM dazu über, die Rechnerintelligenz in einer separaten Box unterzubringen und daran ein Panel für die Bedienung anzuschließen. Dadurch verringern sich in der unter Umständen engen Führerkabine die eventuell störenden Kabelanschlüsse. Zudem sind dann schlankere Panel-Designs möglich. Daher zählen auch Box-PCs zu den relevanten In-Vehicle-Technologien für grafische Benutzer-Interfaces, zum Beispiel ein hinsichtlich der Spezifizierung in etwa mit dem HMITR vergleichbarer Box-PC MPCX28 mit E1-Zertifikat für den Einsatz in Serien-Fahrzeugen. Der Rechner mit Atom-Prozessor (Z530) und System-Controller-Hub US15W bietet einen PCI/104-Steckplatz für Erweiterungskarten zur Anbindung individueller Fahrzeug-Peripherie. GPS, GSM/UMTS und WLAN sind über zwei weitere MiniCard-Slots (PCIe) möglich. Diese Flexibilität ermöglicht verschiedenste In-Vehicle-Applikationen in Bussen, PKW, LKW oder automa­tischen Schwerlast-Flurförderzeugen.

In Taxen und Bussen kommt er als Fahrgast-Informationssystem, zur Videoüberwachung oder als Ticketing-System zum Einsatz. Typische LKW-Applikationen beinhalten CAN-basiertes Trailer- und Warenmanagement, die GPS-Navigation sowie die GSM-, GPRS- und UMTS-Kommunikation für ein Flottenmanagement. Einsatz-Szenarien in der Intralogistik reichen von der Steuerung automatischer Flurförderzeuge bis hin zur WLAN- und Barcode-/RFID-gestützten Gabelstaplerlogistik. Solch hohen Anforderungen an die Robustheit, Langzeitverfügbarkeit und Zulassungen werden jedoch nicht generell gestellt. Folglich bedarf es nicht überall bahntauglicher Sys­teme, oft reichen in mobilen Applikationen bereits industrietaugliche PCs aus. Beispiele dafür sind Leitstellen- und Einsatzfahrzeuge von Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) – so genannte Blaulichtfahrzeuge – aber auch Technikfahrzeuge wie Übertragungswagen für TV und Radio sowie Servicefahrzeuge.

Weniger ist manchmal mehr

Auch industrietaugliche Panel-PCs eignen sich bei geringeren Anforderungen durchaus für In-Vehicle-Applikationen

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Die Grenzen zwischen den unterschiedlichen System­auslegungen sind folglich fließend. In den wenigsten Fällen können die Systeme aber „von der Stange“ eingesetzt werden. Gerade im Fahrzeugbereich muss sich das User-Interface meist nahtlos in das Cockpit-Layout integrieren, vor allem wenn es vom Erstausrüster kommt. Aber auch Nutzfahrzeug-Ausrüster für Spe­zialfahrzeuge haben oft individuelle Anforderungen an die benötigten Schnittstellen, an das Gehäusematerial (Kunststoff oder Metall), die Lackierung und das Design.

Angefangen bei speziellen Bahnrechnern über Panel-PCs bis hin zu Box-PCs stellt Kontron eine breite Palette fertige Plattformen zur Verfügung, die OEM als Grundlage für kundenspezifische Anpassungen dient. Und dies bei voller Verantwortung für das System auf Board- und Systemebene. Und sollten irgendwann ARM-basierte Systeme notwendig sein, stehen Lösungen mit dieser Prozessor-Architektur zur Verfügung. Mit ersten Systemen ist bereits 2012 zu rechnen.

Autor: Walter Furter ist Director Transportation bei Kontron in Eching.