簡單介紹LKJ2000型列車運行監控裝置

藺 雯

（淮南礦業集團鐵運公司，安徽 淮南 232082）

LKJ2000型列車運行監控裝置（以下簡稱LKJ2000型監控裝置）是借鑒國內外ATP及ATC先進技術而研究開發的新一代列車超速防護設備，是因鐵路運輸生產要求和當今數字化、網絡化、智能化技術發展需要而研制成功的列車行車安全設備的升級換代產品。LKJ2000型監控裝置采用了先進的32位微處理器技術、安全性技術以及數字信號處理技術等來保證列車行車安全的控制。

作為新一代的行車安全設備，LKJ2000型監控裝置在保留前幾代設備監控、記錄和顯示功能的基礎上，在設備的可靠性（雙機熱備，冗余）和穩定性（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車、內燃機車和動車組；適應自動閉塞方式和半自動閉塞方式；適應各種信號制式，包括移頻（含 18信息移頻）、交流計數、UM－71（或UM－2000）、極頻等制式。既適合運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，也適合于調車機車。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調整來滿足不同功能的要求，適應不同的運行情況。

系統組成包括監控主機箱、人機交互單元（又稱屏幕顯示器）、機車信號設備、監控裝置功能擴展盒、GPS信息接收裝置、壓力傳感器、速度傳感器、鳴笛轉換器、本/補切換裝置、事故狀態記錄器、調車燈顯接口盒、專用連接線纜等。裝設于機車、動車組上的機車安全信息綜合監測裝置（TAX）、機車語音記錄裝置、列車運行狀態信息系統車載設備（LAIS車載設備）、鐵路車號自動識別系統（ATIS）、機車車號識別設備為 LKJ相關設備，LKJ與LKJ相關設備整體組成列車運行安全監控系統。為了便于維護或擴充接口，安裝時可能會增加相應的接線盒。

為提高可靠性，系統采用雙機主從熱備冗余方式。系統主機由 A、B二組完全獨立的控制單元組成，每組單元均有完整的信號輸入及控制輸出接口模塊，單元內部各模塊之間采用VME總線連接。系統內部串行通信網絡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，另一組為熱備機，工作機控制系統工作并發出制動控制指令；熱備機經CAN總線和同步通信接口實時接收工作機數據，以保持與工作機同步運行及數據的一致性。工作機故障時自動退出控制狀態，熱備機充當工作機進入控制狀態，故障切換過程對控制準確性的影響控制在允許范圍內。為保證記錄數據的完整性和唯一性，熱備機與工作機同時進行記錄且熱備機記錄數據來源于工作機。冗余采用模塊級冗余方式，即當系統中任一模塊故障時，并不導致整個單元的切換，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行工作。故障的模塊在恢復正常后，仍可被系統繼續使用。當系統中相同的關鍵模塊出現故障時，產生報警輸出，若在規定的時間內未得到切除裝置操作，則產生緊急制動輸出。安裝在司機室的屏幕顯示器采用單套運行方式，同時配備雙針速度表作為備份，當屏幕顯示器故障時，可依靠雙針速度表維持系統基本功能運行的指示。

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

裝置采用車載計算機預先存儲地面線路數據的控制方式（即車載控制模式），在運行時根據列車所處位置按順序調取車載存儲線路數據，按前方信號顯示狀態，根據列車速度計算列車走行距離來產生控制模式曲線。當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，防止列車越過關閉的信號機。裝置實施常用制動后，在列車速度低于規定的安全速度時，允許司機緩解；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》要求。為確保列車在關閉信號機前可靠停車，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列車運行速度的要求采用跨閉塞分區計算方式，即以關閉的信號機作為目標點來計算常用制動及緊急制動連續模式曲線。

監控裝置對列車運行狀態的相關參數及乘務員輸入參數（包括IC卡輸入參數）進行記錄，并根據列車運行情況形成相應的數據文件。文件儲存在非易性數據存儲器中，通過數據轉儲供地面微機分析處理。數據記錄采用不定長數據格式。記錄數據事件代號與記錄數據內容采用不同的數據代碼，以提高記錄數據的可靠性；數據記錄采用條件觸發記錄方式，當設定的記錄條件滿足時則產生一項相應參數記錄。地面運行數據處理軟件將車載記錄的列車運行數據經過翻譯、整理，以直觀的全程記錄、運行曲線、各種報表等形式再現列車運行全過程，為機務的現代化管理及事故分析提供依據。

監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；機車信號信息；列車運行速度與限速；前方目標信號機的類別、編號；距前方信號機距離；機車所在位置的里程坐標、監控狀態和列車制動狀態；列車最近走過的不少于1 km以內的運行速度值軌跡曲線；機車當前位置至前方不少于3 km以內的線路允許速度曲線、運行所在閉塞分區及運行前方閉塞分區模式限制速度曲線；以曲線、符號和文字形式，沿線路里程的延展顯示機車運行前方不少于3 km以內的線路曲線、坡道坡度、道口、橋梁、隧道及車站；信號機、電氣化鐵路接觸網分相標等設置情況。

監控裝置的屏幕顯示器可以進行下列各類信息的聲音提示：監控裝置報警、機車信號變化、前方限速變化、動力切除、常用制動或緊急制動、允許緩解、車機聯控、側線股道或支線的選擇。

列車運行監控記錄裝置作為機車三大件之一，從1995年開始在全路機車上廣泛推廣應用。其與機車信號設備相結合，全程實現列車運行的安全防護功能和運行狀態記錄功能，是保證鐵路行車安全的重要手段，是全路集體智慧的結晶。