概述
電氣列車的集電弓維護長期以來都是一項難題，集電弓是安裝在電氣列車車頂上的部件，從接觸網導線上受取電流，並通過車頂母線向電氣列車供電，在高架線纜向電氣列車供電中起著重要的作用。然而，在車輛段定期進行的傳統人工檢測有時無法在集電弓出現明顯問題之前檢測出異常，而這些問題出現後可能會需要拆除高架線纜，從而帶來長時間的網路延遲，高昂的維修費及嚴重的安全問題。因此，鐵路網運營商和基礎設施商正在尋找可以即時監測集電弓狀態並能提前應對問題的技術解決方案。
一家歐洲智慧監測解決方案供應商設計了全球首個基於立體視覺技術和人工智慧技術設計了先進的集電弓監測系統（PCMS），以改善列車監測的運營決策。這一解決方案是一個軌旁系統，沿鐵路線部署檢測點，用於獲取通過檢測點的集電弓圖像。通過對圖像進行處理分析，系統能夠分析集電弓的健康狀況，並在任何監測參數達到設定閾值時發送警告和通知，以便及時採取應對措施，避免維修拆卸。
數據會即時上傳至雲端，以供相關人員查閱，並對集電弓磨損趨勢的大數據分析（例如，碳帶的歷史變化是集電弓磨損程度和壽命的重要指標），以便進行預測性和預防性維護。對於每輛列車來說，定期車輛段檢測可能是每10週才進行一次，然而軌旁即時監測系統可以在一次行駛中進行多次檢測，且整個檢測過程不需要列車停運。
這款自動化即時監測系統減少了營運維修人員爬上車廂頂端進行人工檢測的次數，為他們提供了更安全的工作環境，並提供了優化維修計畫的工具。對於整體鐵路網運營來說，系統有助於降低基礎建設的風險，提高運營效率與電氣列車的使用率，推動鐵路邁向數位化和永續的未來。
挑戰
卓越的耐用性，滿足鐵路環境戶外應用所需
這類路邊/軌側監測系統不僅要能夠經受室外環境的天氣考驗，更要能夠承受列車經過而引起的衝擊和振動，及高壓線路帶來的電磁干擾。嵌入式系統需擁有強固的設計以能夠減輕這些負面因素帶來的影響，確保穩定可靠的日常運作。
影像處理和AI運算的高性能要求
鐵路環境非常嚴苛，系統必須具備相應的處理性能，負責處理3D圖像和運作AI分析，這就給運算平台的設計帶來很大的挑戰，以應對散熱和其它可靠性問題。
解決方案
3D集電弓監測系統由以下部分組成：氣象站，用於蒐集進階磨損演算法的氣象資料；鐳射測距儀，透過發射低功率雷射光束，以檢測通過列車的位置、速度和方向；先進的圖像採集系統，用於採集被監測集電弓左右兩側的特寫圖像，並獲取與之關聯的車廂ID。
集電弓監測系統的核心是宸曜科技的Nuvo-7000系列嵌入式平台，提供了可連接至所有系統部件的I/O，以取得監測數據，將立體相機採集的集電弓左右兩側圖像整合成準確的3D模型，並實施機器學習演算法，從而根據預定義的標準評估集電弓的狀態。
Neousys宸曜科技Nuvo-7006LP的優勢
Nuvo-7000系列是一款強固型嵌入式運算平台，專為應對惡劣戶外環境應用而設計，支援-25°C to 70°C寬溫運行，並符合美軍標衝擊和振動認證（操作，MIL-STD-810G），並符合CE/ FCC Class A電磁相容性認證。
Nuvo-7006LP高效能邊緣AI運算平台可提供優異的影像處理能力，大容量存儲能力和高速資料輸送量用於3D影像處理，同時還具備相應的出色算力用於資料分析，是一款擁有高性價比的解決方案。
多樣化和靈活的I/O配置滿足了系統與各部件連接需求，包括連接立體相機，與氣象站通訊信，還可以通過MezIO擴展卡擴充I/O展應用等功能。
