簡單介紹LKJ2000型列車運(yùn)行監(jiān)控裝置

藺 雯

（淮南礦業(yè)集團(tuán)鐵運(yùn)公司，安徽 淮南 232082）

LKJ2000型列車運(yùn)行監(jiān)控裝置（以下簡稱LKJ2000型監(jiān)控裝置）是借鑒國內(nèi)外ATP及ATC先進(jìn)技術(shù)而研究開發(fā)的新一代列車超速防護(hù)設(shè)備，是因鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)要求和當(dāng)今數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)發(fā)展需要而研制成功的列車行車安全設(shè)備的升級換代產(chǎn)品。LKJ2000型監(jiān)控裝置采用了先進(jìn)的32位微處理器技術(shù)、安全性技術(shù)以及數(shù)字信號處理技術(shù)等來保證列車行車安全的控制。

作為新一代的行車安全設(shè)備，LKJ2000型監(jiān)控裝置在保留前幾代設(shè)備監(jiān)控、記錄和顯示功能的基礎(chǔ)上，在設(shè)備的可靠性（雙機(jī)熱備，冗余）和穩(wěn)定性（通過電磁兼容性測試）等方面均有了較大的改善和提高。適合各種類型的電力機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車和動車組；適應(yīng)自動閉塞方式和半自動閉塞方式；適應(yīng)各種信號制式，包括移頻（含 18信息移頻）、交流計數(shù)、UM－71（或UM－2000）、極頻等制式。既適合運(yùn)行于不同速度等級線路的各型旅客列車（包括動車組）及貨物列車，也適合于調(diào)車機(jī)車。裝置的軟件具有通用性，不同的用戶可通過面向用戶的軟件參數(shù)調(diào)整來滿足不同功能的要求，適應(yīng)不同的運(yùn)行情況。

系統(tǒng)組成包括監(jiān)控主機(jī)箱、人機(jī)交互單元（又稱屏幕顯示器）、機(jī)車信號設(shè)備、監(jiān)控裝置功能擴(kuò)展盒、GPS信息接收裝置、壓力傳感器、速度傳感器、鳴笛轉(zhuǎn)換器、本/補(bǔ)切換裝置、事故狀態(tài)記錄器、調(diào)車燈顯接口盒、專用連接線纜等。裝設(shè)于機(jī)車、動車組上的機(jī)車安全信息綜合監(jiān)測裝置（TAX）、機(jī)車語音記錄裝置、列車運(yùn)行狀態(tài)信息系統(tǒng)車載設(shè)備（LAIS車載設(shè)備）、鐵路車號自動識別系統(tǒng)（ATIS）、機(jī)車車號識別設(shè)備為 LKJ相關(guān)設(shè)備，LKJ與LKJ相關(guān)設(shè)備整體組成列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)。為了便于維護(hù)或擴(kuò)充接口，安裝時可能會增加相應(yīng)的接線盒。

為提高可靠性，系統(tǒng)采用雙機(jī)主從熱備冗余方式。系統(tǒng)主機(jī)由 A、B二組完全獨(dú)立的控制單元組成，每組單元均有完整的信號輸入及控制輸出接口模塊，單元內(nèi)部各模塊之間采用VME總線連接。系統(tǒng)內(nèi)部串行通信網(wǎng)絡(luò)CAN采用A、B組冗余方式將各CPU模塊連接。在正常情況下，一組為工作機(jī)，另一組為熱備機(jī)，工作機(jī)控制系統(tǒng)工作并發(fā)出制動控制指令；熱備機(jī)經(jīng)CAN總線和同步通信接口實時接收工作機(jī)數(shù)據(jù)，以保持與工作機(jī)同步運(yùn)行及數(shù)據(jù)的一致性。工作機(jī)故障時自動退出控制狀態(tài)，熱備機(jī)充當(dāng)工作機(jī)進(jìn)入控制狀態(tài)，故障切換過程對控制準(zhǔn)確性的影響控制在允許范圍內(nèi)。為保證記錄數(shù)據(jù)的完整性和唯一性，熱備機(jī)與工作機(jī)同時進(jìn)行記錄且熱備機(jī)記錄數(shù)據(jù)來源于工作機(jī)。冗余采用模塊級冗余方式，即當(dāng)系統(tǒng)中任一模塊故障時，并不導(dǎo)致整個單元的切換，僅將工作單元中故障的模塊切除，而采用熱備單元中的相同模塊進(jìn)行工作。故障的模塊在恢復(fù)正常后，仍可被系統(tǒng)繼續(xù)使用。當(dāng)系統(tǒng)中相同的關(guān)鍵模塊出現(xiàn)故障時，產(chǎn)生報警輸出，若在規(guī)定的時間內(nèi)未得到切除裝置操作，則產(chǎn)生緊急制動輸出。安裝在司機(jī)室的屏幕顯示器采用單套運(yùn)行方式，同時配備雙針?biāo)俣缺碜鳛閭浞?，?dāng)屏幕顯示器故障時，可依靠雙針?biāo)俣缺砭S持系統(tǒng)基本功能運(yùn)行的指示。

LKJ2000型監(jiān)控裝置主要具有監(jiān)控、記錄、顯示和語音提示等四個方面的功能，以共同實現(xiàn)對機(jī)車行車的安全控制。

裝置采用車載計算機(jī)預(yù)先存儲地面線路數(shù)據(jù)的控制方式（即車載控制模式），在運(yùn)行時根據(jù)列車所處位置按順序調(diào)取車載存儲線路數(shù)據(jù)，按前方信號顯示狀態(tài)，根據(jù)列車速度計算列車走行距離來產(chǎn)生控制模式曲線。當(dāng)列車速度超過控制模式曲線范圍時，裝置對列車實施動力切除、常用制動及緊急制動控制，防止列車越過關(guān)閉的信號機(jī)。裝置實施常用制動后，在列車速度低于規(guī)定的安全速度時，允許司機(jī)緩解；對于緊急制動控制，必須停車后才可緩解。特殊情況下的處理方式滿足鐵路《技規(guī)》要求。為確保列車在關(guān)閉信號機(jī)前可靠停車，限制速度的計算采用實計計算方法，以滿足控制精度要求。模式曲線的計算可根據(jù)列車運(yùn)行速度的要求采用跨閉塞分區(qū)計算方式，即以關(guān)閉的信號機(jī)作為目標(biāo)點(diǎn)來計算常用制動及緊急制動連續(xù)模式曲線。

監(jiān)控裝置對列車運(yùn)行狀態(tài)的相關(guān)參數(shù)及乘務(wù)員輸入?yún)?shù)（包括IC卡輸入?yún)?shù)）進(jìn)行記錄，并根據(jù)列車運(yùn)行情況形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件。文件儲存在非易性數(shù)據(jù)存儲器中，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲供地面微機(jī)分析處理。數(shù)據(jù)記錄采用不定長數(shù)據(jù)格式。記錄數(shù)據(jù)事件代號與記錄數(shù)據(jù)內(nèi)容采用不同的數(shù)據(jù)代碼，以提高記錄數(shù)據(jù)的可靠性；數(shù)據(jù)記錄采用條件觸發(fā)記錄方式，當(dāng)設(shè)定的記錄條件滿足時則產(chǎn)生一項相應(yīng)參數(shù)記錄。地面運(yùn)行數(shù)據(jù)處理軟件將車載記錄的列車運(yùn)行數(shù)據(jù)經(jīng)過翻譯、整理，以直觀的全程記錄、運(yùn)行曲線、各種報表等形式再現(xiàn)列車運(yùn)行全過程，為機(jī)務(wù)的現(xiàn)代化管理及事故分析提供依據(jù)。

監(jiān)控裝置的屏幕顯示器上的顯示界面能顯示以下信息：日期和時間；機(jī)車信號信息；列車運(yùn)行速度與限速；前方目標(biāo)信號機(jī)的類別、編號；距前方信號機(jī)距離；機(jī)車所在位置的里程坐標(biāo)、監(jiān)控狀態(tài)和列車制動狀態(tài)；列車最近走過的不少于1 km以內(nèi)的運(yùn)行速度值軌跡曲線；機(jī)車當(dāng)前位置至前方不少于3 km以內(nèi)的線路允許速度曲線、運(yùn)行所在閉塞分區(qū)及運(yùn)行前方閉塞分區(qū)模式限制速度曲線；以曲線、符號和文字形式，沿線路里程的延展顯示機(jī)車運(yùn)行前方不少于3 km以內(nèi)的線路曲線、坡道坡度、道口、橋梁、隧道及車站；信號機(jī)、電氣化鐵路接觸網(wǎng)分相標(biāo)等設(shè)置情況。

監(jiān)控裝置的屏幕顯示器可以進(jìn)行下列各類信息的聲音提示：監(jiān)控裝置報警、機(jī)車信號變化、前方限速變化、動力切除、常用制動或緊急制動、允許緩解、車機(jī)聯(lián)控、側(cè)線股道或支線的選擇。

列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置作為機(jī)車三大件之一，從1995年開始在全路機(jī)車上廣泛推廣應(yīng)用。其與機(jī)車信號設(shè)備相結(jié)合，全程實現(xiàn)列車運(yùn)行的安全防護(hù)功能和運(yùn)行狀態(tài)記錄功能，是保證鐵路行車安全的重要手段，是全路集體智慧的結(jié)晶。