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PCIe4.0顯卡擴展:嵌入式PC實現軌道交通邊緣AI加速

PCIe4.0顯卡擴展:嵌入式PC實現軌道交通邊緣AI加速

2026/8/14 15:44:03

  一、項目背景與客戶需求

  在軌道交通領域,列車運行監控系統承擔著軌道異物檢測、受電弓狀態監測、車輪磨損分析等關鍵任務。客戶部署的視覺檢測與AI圖像識別系統需對每幀視頻進行實時推理,并同步輸出設備控制信號。然而,傳統普通PC在連續高負載下出現幀率下降、GPU顯存溢出等問題,無法滿足實時性要求。

  此外,AI推理依賴高性能GPU,通用設備擴展能力不足,導致模型部署受限。在安全關鍵場景中,設備故障可能引發重大事故,因此對嵌入式pc硬件可靠性要求極高。

高性能GPU.png

  二、客戶痛點分析

  實時處理能力不足:列車高速行駛時,視覺檢測系統需處理每秒30幀以上的高清視頻流,普通PC的CPU與GPU協同效率低,導致處理延遲超過50ms,無法滿足實時報警需求。

  AI推理算力瓶頸:客戶采用YOLOv8等深度學習模型進行目標檢測,需要GPU至少提供8 TFLOPS的算力。通用設備僅支持單槽位低功耗顯卡,無法擴展專業級AI加速卡。

  安全可靠性挑戰:列車監控系統需7×24小時不間斷運行,環境溫度波動大、振動劇烈,普通PC頻繁出現藍屏、死機,可能引發監控中斷,造成行車安全隱患。

安全可靠性挑戰.png

  三、東田解決方案優勢解析

  針對上述痛點,東田工控推薦采用DTB-3094-H610E嵌入式pc作為核心硬件平臺。該設備基于Intel H610E芯片組,支持第12/13代Core處理器,并為AI推理場景提供靈活擴展方案。

  1.硬件配置與架構設計

  

組件

關鍵參數

適配方案說明

處理器

Core i7-12700.10核16線程,基礎頻率2.1GHz,睿頻4.9GHz

提供多線程并行處理能力,支撐視頻解碼與AI推理預處理

內存

2×DDR5 4800MHz SO-DIMM,最大64GB

高帶寬滿足大模型加載與實時數據緩存需求

GPU擴展

1×PCIe 4.0 x16全高插槽,支持RTX 4060/4070專業卡

解決普通PC GPU擴展不足問題,實現AI推理加速

存儲

1×M.2 NVMe SSD + 1×2.5英寸SATA SSD

雙存儲架構分離系統與數據,保障讀寫可靠性

網絡

2×Intel 2.5GbE LAN,支持TSN

低延遲傳輸視頻流與控制信號,適配列車網絡協議

硬件配置與架構設計.png

  2.針對AI推理的優化

  DTB-3094-H610E通過PCIe 4.0 x16插槽可擴展NVIDIA RTX 4070 GPU,提供12 TFLOPS FP32算力,滿足YOLOv8模型實時推理需求。同時,設備支持GPU加速卡BIOS熱插拔保護,避免因振動導致接觸不良。在客戶現場實測中,系統處理4路1080P視頻流,AI推理延遲穩定在15ms以內,幀率保持30fps無障礙。

  3.可靠性設計

  寬溫寬壓:支持-20℃~60℃工作溫度,9~36V DC寬壓輸入,適應列車車廂極端環境。

  抗振抗沖擊:全金屬機身結合無風扇散熱設計,通過IEC 60068-2-6振動測試,確保在列車運行中穩定運行。

  看門狗功能:內置硬件看門狗,軟件異常時自動重啟,保障系統7×24小時不中斷。

可靠性設計.png

  四、結語

  客戶將DTB-3094-H610E部署于列車車廂設備柜,連接4路高清攝像頭與傳感器。嵌入式pc實時采集視頻流,經GPU進行AI推理,識別軌道異物、受電弓碳滑板磨損等異常,并通過GPIO接口輸出控制信號至制動系統。

  東田工控DTB-3094-H610E嵌入式pc通過高算力擴展、工業級可靠設計,為列車監控場景中視覺檢測與AI推理提供了穩定硬件底座。嵌入式pc在軌道交通中的廣泛應用,正推動行業向智能化、高安全演進。

  FAQ

  Q:設備在無風扇設計下如何散熱,是否會影響性能?

  A:采用全金屬外殼散熱鰭片,結合底板導熱設計,在60℃環境溫度下CPU功耗可穩定維持在65W,GPU功耗通過BIOS限制控制在120W,確保性能不降頻。

  Q:嵌入式pc是否支持遠程監控與升級?

  A:支持。通過板載Intel 2.5GbE網口,可接入列車網絡,實現遠程固件更新、AI模型部署、日志采集等功能,無需現場操作。

  Q:該設備在軌道行業是否有其他應用案例?

  A:有。除列車監控外,DTB-3094-H610E還應用于軌道巡檢機器人、信號系統邊緣計算節點、車載視頻分析等場景,已驗證其高可靠性。

審核編輯(
王靜
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