摘要：文章介绍了轨道交通综合监控系统的组成架构和系统功能，并介绍了华电设备LEC-3230应用于该系统现场通讯管理控制器的功能和产品特点。
关键词：轨道交通，综合监控，通信管理，嵌入式工控机

一、概述
城市轨道交通是城市公共交通的主干线，是客流运送的大动脉，建成运营后，将直接关系到城市居民的出行、工作、购物和生活。未来几年，我国对城市轨道交通建设存在巨大的需求，城市轨道交通建设投资有望超过3万亿元，对于轨道交通综合监控系统来说，这意味着市场存在巨大的发展前景。

二、系统组成
轨道交通综合监控系统由中心级综合监控系统（CISCS）、能源管理系统，位于各车站的车站级综合监控系统（SISCS），位于车辆段/停车场的车辆段/停车场级综合监控系统（DISCS，同属于站级综合监控系统），位于车辆段综合维修楼的设备维护及网管系统、仿真培训系统以及连接这几部分的骨干传输网络构成。
在总体结构上，综合监控系统采用分层分布式控制结构，由三层网络组成：中心级监控网络层，车站级监控网络层和底层设备级分散控制网络层。

系统架构图如下图所示：

2.1 中央综合监控系统
中心级ISCS中央综合监控系统主要设备包括冗余的实时服务器、冗余的历史服务器、WEB服务器、磁盘阵列、各类调度员工作站（如电调、环调、总调等）及各类辅助工作站、接口服务器（与NCC及其它线路接口）、报表打印机、图形打印机、中心核心工业以太网交换机、防火墙、大屏幕系统（9号线工程不再单独设置OPS，由NOCC统一设置）、设备维护及网络管理系统、仿真培训系统等。
中心级综合监控系统是具备热备、冗余、开放、可靠、易扩展的计算机系统，通信采用基于TCP/IP的标准协议系统架构图如下所示。

 

 
系统设计2台高端LEC-3230设备，采用i7-3517UE嵌入式高端处理器，强大的计算性能保证中心处理器大数据的及时处理和存储转发功能。
 
2.2 车站综合监控系统
车站级综合监控系统（SISCS）由冗余的以太网交换机、冗余的实时服务器、综合监控系统双屏工作站、防火墙、串口服务器、综合后备盘（IBP）和车控室操作台等设备组成。
车站级综合监控系统是冗余的开放、可靠、易扩展的计算机系统，采用分布式结构、通讯采用基于TCP/IP的标准协议。

 

 
 
每一个车站，系统设计2台LEC-3230整机，集成Intel酷睿847E处理器，8网口4隔离串口，双电源供电，实时处理多个子系统的数据，并保持各子系统的信息共享和快速联动。
车站级综合监控系统SISCS集成如下监控子系统：
电力监控系统（SCADA）
SISCS与电力监控系统（SCADA）的连接为综合监控系统内部连接，SCADA系统变电所控制信号屏通过冗余以太网（光纤链路）接入位于车站计算机房的ISCS冗余以太网交换机。

环境与设备监控系统（BAS）
SISCS与环境与设备监控系统（BAS）的连接为综合监控系统内部连接，BAS系统设置在车站两端的冗余PLC控制器通过BAS系统分布在车站两端的冗余交换机（当距离超过80米时，采用光纤链路）接入位于车站监控设备室的ISCS冗余以太网交换机。

火灾自动报警系统（FAS）
SISCS与火灾报警系统（FAS）的连接为综合监控系统内部连接，FAS系统的车控室火灾自动报警控制器、气体灭火报警控制器、感温光纤测温主机、电气火灾预警主机和监控设备室FAS维护工作站以及吸气式烟雾探测系统网关接入位于车站监控设备室的ISCS冗余以太网交换机（当距离超过80米时，采用光纤链路）。

能源管理系统
能源管理系统与SISCS、BAS的连接为综合监控系统内部连接，能源管理系统由综合监控系统平台实现，前端仪表设备通过综合监控系统的串口服务器接入ISCS系统。
 
三、LEC-3230产品介绍
华电 LEC-3230 设备用于中心和车站各子系统的通信控制器，实时采集和记录转发各现场运行设备的数据，并接收来自调度中心的指令对车辆进行控制和反馈动作。
华电LEC-3230系列，是基于Intel 酷睿3代处理器的无风扇嵌入式电力通信管理平台，可搭配多款嵌入式CPU，包括847E、i3-3217UE、i7-3517UE，三款处理器分别支持高中低不同业务对处理性能的要求，是立华公司自主研发的第三代通讯管理平台，也是迄今市场上最早通过EMC电力四级认证的酷睿3代电力通信管理平台。
LEC-3230采用Intel 82583V高性能千兆网口芯片，支持IEEE1588网络对时协议，串口采用2KV隔离设计，15KV防静电设计和4KV浪涌保护设计，所有串口均支持RS-232/422/485独立配置，并且支持BIOS和OS下软件配置串口模式，完全符合变电站自动化系统的应用要求。同时，支持COM1口配置为Console接口，现场调试时通过COM1接口也可以配置串口模式，解决当变电站自动化现场没有显示器而无法配置串口模式的难题。LEC-3230提供8路可编程IO，供客户自定义编程状态使用，提供双电源供电的选择，以及电源、HDD、网络和串口等系统和通信的指示灯，方便用户编程调试和现场维护工作。
设备实物图如下所示。

 
3.1 模块化设计
LEC-3230产品采用模块化设计，灵活适应客户对不同规格的需求。主板板载4个千兆以太网口和2个隔离串口，通过不同的PCIe转换卡，可以扩展多达12路千兆网口，包括扩展4路千兆网口，8路千兆网口，2路百兆光纤接口，以及最多至18个隔离串口，通过板载的串口，可以扩展DIO模块和B码通信功能。

 

3.2 电力四级电源
LEC-3230的电源模块采用电力行业专用的电力四级模块设计，输入支持交流85V~285V、直流88V~400V范围供电，支持双电源在不断电的情况下更换电源模块，真正做到冗余供电模式。支持电源输入和输出超限报警和断电报警。电源模块严格按照电力四级标准设计，静电、浪涌、快速瞬变、工频磁场、耐压以及传导骚扰等EMC指标均采用电力四级标准设计。

3.3 宽温工作范围
LEC-3230设备提供超宽的温度工作范围和湿度范围，支持-40~70摄氏度温度工作范围和5~95%湿度工作范围，适应不同严酷的工作环境要求。在零下40度的严酷环境温度下，LEC-3230可以在冷冻16个小时以后开机启动，并且工作通讯正常，真正做到零下冷启动的宽温工作模式。

3.4 高清视频解码
LEC-3230使用的CPU内置硬件高清视频解码芯片，具有很高的视频处理和计算处理性能，能够同时解码和回放4路1080P高清视频信号，特别适合于智能变电站综合辅助系统对于视频解码和视频回放功能的要求。