前言 

針對目前如火如荼的ITS（Intelligent Transportation System智能交通系統(tǒng)）,本文通過詳細介紹工控機的發(fā)展現狀及結構特點，結合在公路機電工程中的應用情況及發(fā)展趨勢，旨在讓更多的業(yè)主和集成商能進一步了解工控產品，以選擇更適用、更好用的產品，使系統(tǒng)的使用、維護、管理發(fā)揮更大的作用，創(chuàng)造出更高的效率。

[定義] 

工控機即工業(yè)控制計算機，是一種采用總線結構，對生產過程及其機電設備、工藝裝備進行檢測與控制的工具總稱。具有重要的計算機屬性和特征如具有計算機CPU、硬盤、內存、外設及接口、并有實時的操作系統(tǒng)，控制網絡和協(xié)議，計算能力，友好的人機界面。

由于IPC（工業(yè)PC）可充分利用計算機技術的進步，便于更新?lián)Q代，所運行的軟件與普通PC完全一樣，便于軟件的開發(fā)和調試，所以是目前發(fā)展應用最快的機型，其它的各種類型的工控機在早期的公路收費系統(tǒng)中有應用，但現在已不再采用。

[IPC結構] 

IPC：即基于PC總線的工業(yè)電腦。據2000年IDC統(tǒng)計目前PC機已占到通用計算機的95％以上，因其價格低、質量高、產量大、軟、硬件資源豐富，已被廣大的技術人員所熟悉和認可，這正是工業(yè)電腦熱的基礎。其主要的組成部份為工業(yè)機箱、無源底板及可插入其上的各種板卡組成如CPU卡、I／O卡等。并采取全鋼機殼、機卡壓條過濾網，雙正壓風扇等設計及EMC（electro magnetic compatibility）技術以解決工業(yè)現場包括高速公路現場的電磁干擾、震動、灰塵、高／低溫等問題。

[IPC特點] 

1) 可靠性：工業(yè)PC具有在粉塵、煙霧、高／低溫、潮濕、震動、腐蝕和快速診斷和可維護性，其MTTR （Mean Time to Repair）一般為5min，MTTF 10萬小時以上，而普通PC的MTTF僅為10000～15000小時。

2) 實時性，工業(yè)PC對工業(yè)生產過程進行實時在線檢測與控制，對工作狀況的變化給予快速響應，及時進行采集和輸出調節(jié)，（看門狗功能這是普通PC所不具有的）遇險自復位，保證系統(tǒng)的正常運行。

3) 擴充性，工業(yè)PC由于采用底板＋CPU卡結構，因而具有很強的輸入輸出功能，最多可擴充20個板卡，能與工業(yè)現場的各種外設、板卡如與道控制器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車輛檢測儀等相連，以完成各種任務。

4) 兼容性，能同時利用ISA與PCI及PICMG資源，并支持各種操作系統(tǒng)，多種語言匯編，多任務操作系統(tǒng)。

［應用］

1） 收費系統(tǒng)高速公路的收費系統(tǒng)大體上經歷了三個時期：手工收費、計算機收費、ETC（ELECTONIC TOLL COLLECTION不停車收費）。在收費系統(tǒng)的第二個時期才開始使用工控機，主要使用的機型為19″寬、4U高的通用型標準主機，其體積較大，如通行券讀寫機、收費專用鍵盤、收費票據打印機、電動/手動欄桿機、車輛檢測儀、車型顯示儀、費額顯示器、監(jiān)控系統(tǒng)和對計、報警設備、信號燈、MODEM等。由于收費亭本身狹小、體積龐大的工控機加上部分資源的閑置，因而工業(yè)PC廠商依市場的需求推出體積更狹小的工業(yè)PC機箱（體積為170MM高*166MM寬*395 MM深），不僅大大的減小了體積，并且進一步提高了資源的利用率。如果說在計算機的收費時期，工控機的應用要求更趨于小型化，則在ETC時期將趨勢于一體化、行業(yè)化，工控機、車道控制等設備將融為一體，但由于目前國內ETC暫無統(tǒng)一標準，系統(tǒng)集成商均是各成一體，互不兼容，但若國家相關部門能盡快制定出各相關的行業(yè)規(guī)范、接口標準后，屆時全國的公路將融成一網，一卡通不停車收費最終真正實現“一卡走遍天下”。

2）監(jiān)控系統(tǒng)：作為高速公路三大機電工程之一的監(jiān)控系統(tǒng)是一個投資大而直接經濟效短期不明顯的投資。目前的高速公路監(jiān)控主要分為收費監(jiān)控和交通監(jiān)控，經歷的模式有三種：即模擬錄像CCTV、數字化DVR、網絡化DVR。由于CCTV監(jiān)控時期只是利用CCTV和錄像機進行監(jiān)視和錄像，完全人工操作。隨著數字、視頻技術的發(fā)展及應用，在數字DVR時代，集成商通過采用具備強擴充性（如多硬盤、多ISA/PCI資源等）能長時間穩(wěn)定運行的工業(yè)PC機及視頻采集卡、視頻壓縮卡等組成DVR系統(tǒng)，當車檢儀、車道控制儀檢測到需捕獲圖像時系統(tǒng)就能自動地進行圖像的捕獲與錄像處理。其間使用的工業(yè)PC類型也是從大（IPC-810）到�。�IPC-6806），但此時期的監(jiān)控只是著限于收費站（亭）的監(jiān)控與整條高速公路的其它監(jiān)控或信息系統(tǒng)并未連成一體，隨著網絡技術的發(fā)展及ITS的應用與要求，工業(yè)PC廠商，通過在CPU卡（主板）上集成提供高性能的LAN，使系統(tǒng)集成商能將所有的資源系統(tǒng)通過聯(lián)網方式實現信息的共享與充分利用，從而可將采集到的交通信息數據經分析處理后通過信息發(fā)布系統(tǒng)發(fā)送到各信息終端，以對交通流進行實時的引導和控制，進一步提高道路的通行能力。

綜合以上工控機在高速公路的兩大機電工程中的應用不難看出，其應用的趨勢為工業(yè)PC逐漸小型化，并且隨著行業(yè)差距的縮小，標準的統(tǒng)一，最終的部分產品將實現一體化。