摘要：文章介紹了軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的組成架構(gòu)和系統(tǒng)功能，并介紹了華電設(shè)備LEC-3230應(yīng)用于該系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)通訊管理控制器的功能和產(chǎn)品特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：軌道交通，綜合監(jiān)控，通信管理，嵌入式工控機(jī)

一、概述
城市軌道交通是城市公共交通的主干線，是客流運(yùn)送的大動(dòng)脈，建成運(yùn)營(yíng)后，將直接關(guān)系到城市居民的出行、工作、購(gòu)物和生活。未來(lái)幾年，我國(guó)對(duì)城市軌道交通建設(shè)存在巨大的需求，城市軌道交通建設(shè)投資有望超過(guò)3萬(wàn)億元，對(duì)于軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這意味著市場(chǎng)存在巨大的發(fā)展前景。

二、系統(tǒng)組成
軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)由中心級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)（CISCS）、能源管理系統(tǒng)，位于各車(chē)站的車(chē)站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)（SISCS），位于車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)（DISCS，同屬于站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)），位于車(chē)輛段綜合維修樓的設(shè)備維護(hù)及網(wǎng)管系統(tǒng)、仿真培訓(xùn)系統(tǒng)以及連接這幾部分的骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。
在總體結(jié)構(gòu)上，綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式控制結(jié)構(gòu)，由三層網(wǎng)絡(luò)組成：中心級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層，車(chē)站級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層和底層設(shè)備級(jí)分散控制網(wǎng)絡(luò)層。

系統(tǒng)架構(gòu)圖如下圖所示：

2.1 中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)
中心級(jí)ISCS中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備包括冗余的實(shí)時(shí)服務(wù)器、冗余的歷史服務(wù)器、WEB服務(wù)器、磁盤(pán)陣列、各類(lèi)調(diào)度員工作站（如電調(diào)、環(huán)調(diào)、總調(diào)等）及各類(lèi)輔助工作站、接口服務(wù)器（與NCC及其它線路接口）、報(bào)表打印機(jī)、圖形打印機(jī)、中心核心工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、防火墻、大屏幕系統(tǒng)（9號(hào)線工程不再單獨(dú)設(shè)置OPS，由NOCC統(tǒng)一設(shè)置）、設(shè)備維護(hù)及網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、仿真培訓(xùn)系統(tǒng)等。
中心級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)是具備熱備、冗余、開(kāi)放、可靠、易擴(kuò)展的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通信采用基于TCP/IP的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議系統(tǒng)架構(gòu)圖如下所示。

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系統(tǒng)設(shè)計(jì)2臺(tái)高端LEC-3230設(shè)備，采用i7-3517UE嵌入式高端處理器，強(qiáng)大的計(jì)算性能保證中心處理器大數(shù)據(jù)的及時(shí)處理和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能。
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2.2 車(chē)站綜合監(jiān)控系統(tǒng)
車(chē)站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)（SISCS）由冗余的以太網(wǎng)交換機(jī)、冗余的實(shí)時(shí)服務(wù)器、綜合監(jiān)控系統(tǒng)雙屏工作站、防火墻、串口服務(wù)器、綜合后備盤(pán)（IBP）和車(chē)控室操作臺(tái)等設(shè)備組成。
車(chē)站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)是冗余的開(kāi)放、可靠、易擴(kuò)展的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，采用分布式結(jié)構(gòu)、通訊采用基于TCP/IP的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

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每一個(gè)車(chē)站，系統(tǒng)設(shè)計(jì)2臺(tái)LEC-3230整機(jī)，集成Intel酷睿847E處理器，8網(wǎng)口4隔離串口，雙電源供電，實(shí)時(shí)處理多個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并保持各子系統(tǒng)的信息共享和快速聯(lián)動(dòng)。
車(chē)站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)SISCS集成如下監(jiān)控子系統(tǒng)：
電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）
SISCS與電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）的連接為綜合監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部連接，SCADA系統(tǒng)變電所控制信號(hào)屏通過(guò)冗余以太網(wǎng)（光纖鏈路）接入位于車(chē)站計(jì)算機(jī)房的ISCS冗余以太網(wǎng)交換機(jī)。

環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）
SISCS與環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）的連接為綜合監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部連接，BAS系統(tǒng)設(shè)置在車(chē)站兩端的冗余PLC控制器通過(guò)BAS系統(tǒng)分布在車(chē)站兩端的冗余交換機(jī)（當(dāng)距離超過(guò)80米時(shí)，采用光纖鏈路）接入位于車(chē)站監(jiān)控設(shè)備室的ISCS冗余以太網(wǎng)交換機(jī)。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）
SISCS與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）的連接為綜合監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部連接，F(xiàn)AS系統(tǒng)的車(chē)控室火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器、氣體滅火報(bào)警控制器、感溫光纖測(cè)溫主機(jī)、電氣火災(zāi)預(yù)警主機(jī)和監(jiān)控設(shè)備室FAS維護(hù)工作站以及吸氣式煙霧探測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)接入位于車(chē)站監(jiān)控設(shè)備室的ISCS冗余以太網(wǎng)交換機(jī)（當(dāng)距離超過(guò)80米時(shí)，采用光纖鏈路）。

能源管理系統(tǒng)
能源管理系統(tǒng)與SISCS、BAS的連接為綜合監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部連接，能源管理系統(tǒng)由綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，前端儀表設(shè)備通過(guò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的串口服務(wù)器接入ISCS系統(tǒng)。
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三、LEC-3230產(chǎn)品介紹
華電 LEC-3230 設(shè)備用于中心和車(chē)站各子系統(tǒng)的通信控制器，實(shí)時(shí)采集和記錄轉(zhuǎn)發(fā)各現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備的數(shù)據(jù)，并接收來(lái)自調(diào)度中心的指令對(duì)車(chē)輛進(jìn)行控制和反饋動(dòng)作。
華電LEC-3230系列，是基于Intel 酷睿3代處理器的無(wú)風(fēng)扇嵌入式電力通信管理平臺(tái)，可搭配多款嵌入式CPU，包括847E、i3-3217UE、i7-3517UE，三款處理器分別支持高中低不同業(yè)務(wù)對(duì)處理性能的要求，是立華公司自主研發(fā)的第三代通訊管理平臺(tái)，也是迄今市場(chǎng)上最早通過(guò)EMC電力四級(jí)認(rèn)證的酷睿3代電力通信管理平臺(tái)。
LEC-3230采用Intel 82583V高性能千兆網(wǎng)口芯片，支持IEEE1588網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)協(xié)議，串口采用2KV隔離設(shè)計(jì)，15KV防靜電設(shè)計(jì)和4KV浪涌保護(hù)設(shè)計(jì)，所有串口均支持RS-232/422/485獨(dú)立配置，并且支持BIOS和OS下軟件配置串口模式，完全符合變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用要求。同時(shí)，支持COM1口配置為Console接口，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)通過(guò)COM1接口也可以配置串口模式，解決當(dāng)變電站自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有顯示器而無(wú)法配置串口模式的難題。LEC-3230提供8路可編程IO，供客戶(hù)自定義編程狀態(tài)使用，提供雙電源供電的選擇，以及電源、HDD、網(wǎng)絡(luò)和串口等系統(tǒng)和通信的指示燈，方便用戶(hù)編程調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作。
設(shè)備實(shí)物圖如下所示。

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3.1 模塊化設(shè)計(jì)
LEC-3230產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計(jì)，靈活適應(yīng)客戶(hù)對(duì)不同規(guī)格的需求。主板板載4個(gè)千兆以太網(wǎng)口和2個(gè)隔離串口，通過(guò)不同的PCIe轉(zhuǎn)換卡，可以擴(kuò)展多達(dá)12路千兆網(wǎng)口，包括擴(kuò)展4路千兆網(wǎng)口，8路千兆網(wǎng)口，2路百兆光纖接口，以及最多至18個(gè)隔離串口，通過(guò)板載的串口，可以擴(kuò)展DIO模塊和B碼通信功能。

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3.2 電力四級(jí)電源
LEC-3230的電源模塊采用電力行業(yè)專(zhuān)用的電力四級(jí)模塊設(shè)計(jì)，輸入支持交流85V~285V、直流88V~400V范圍供電，支持雙電源在不斷電的情況下更換電源模塊，真正做到冗余供電模式。支持電源輸入和輸出超限報(bào)警和斷電報(bào)警。電源模塊嚴(yán)格按照電力四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，靜電、浪涌、快速瞬變、工頻磁場(chǎng)、耐壓以及傳導(dǎo)騷擾等EMC指標(biāo)均采用電力四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

3.3 寬溫工作范圍
LEC-3230設(shè)備提供超寬的溫度工作范圍和濕度范圍，支持-40~70攝氏度溫度工作范圍和5~95%濕度工作范圍，適應(yīng)不同嚴(yán)酷的工作環(huán)境要求。在零下40度的嚴(yán)酷環(huán)境溫度下，LEC-3230可以在冷凍16個(gè)小時(shí)以后開(kāi)機(jī)啟動(dòng)，并且工作通訊正常，真正做到零下冷啟動(dòng)的寬溫工作模式。

3.4 高清視頻解碼
LEC-3230使用的CPU內(nèi)置硬件高清視頻解碼芯片，具有很高的視頻處理和計(jì)算處理性能，能夠同時(shí)解碼和回放4路1080P高清視頻信號(hào)，特別適合于智能變電站綜合輔助系統(tǒng)對(duì)于視頻解碼和視頻回放功能的要求。