LKJ2000型監(jiān)控裝置的應(yīng)用與完善

王貴倉(cāng)

摘? 要：LKJ2000型監(jiān)控裝置（下文簡(jiǎn)稱“LKJ2000”）是一種列車運(yùn)行監(jiān)控記錄設(shè)備，主要是實(shí)時(shí)監(jiān)控列車的行駛情況，從而確保運(yùn)行安全。但是LKJ2000已經(jīng)被應(yīng)用多年，再加上當(dāng)今列車技術(shù)水平不斷提升，所以進(jìn)一步對(duì)LKJ2000進(jìn)行完善有著重要意義。LKJ2000由于具有功能拓展端口，因此提升了LKJ2000的完善空間。基于此，該文首先提出LKJ2000的完善方案，進(jìn)而提出LKJ2000可能出現(xiàn)的故障問題與解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：LKJ2000;監(jiān)控裝置;冗余控制

中圖分類號(hào)：U672? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

在我國(guó)鐵路事業(yè)持續(xù)發(fā)展中，運(yùn)輸安全問題始終是社會(huì)最為關(guān)注的問題。在20世紀(jì)末，全國(guó)所有的內(nèi)、電機(jī)車都安裝了JK-2H和LKJ-93速度監(jiān)控裝置。從宏觀方面分析，國(guó)際上各個(gè)鐵路運(yùn)輸強(qiáng)國(guó)也不斷研發(fā)ATC、ATP等設(shè)備，象日本的數(shù)字化ATP、法國(guó)的TVM430等，這些設(shè)備在國(guó)外高速鐵路中的應(yīng)用十分廣泛。相比國(guó)際的監(jiān)控裝置，我國(guó)所采用的監(jiān)控裝置多數(shù)都是采用了車載微機(jī)內(nèi)存運(yùn)行線路參數(shù)方案，設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低、記錄功能強(qiáng)，但也存在著多機(jī)冗余配置、地面信息功能較弱的問題，為了能夠保證鐵路列車運(yùn)行安全，還需要對(duì)這些短板進(jìn)行完善。

1 LKJ2000監(jiān)控系統(tǒng)的完善

1.1 LKJ2000雙機(jī)冗余控制

相比LKJ-93監(jiān)控設(shè)備來說，LKJ2000由于采用了雙機(jī)冗余設(shè)計(jì)方案，所以在系統(tǒng)安全性、可靠性方面更強(qiáng)。雙機(jī)冗余即雙機(jī)同步、雙機(jī)轉(zhuǎn)換，主要包括以下幾個(gè)方面。

1.1.1 主機(jī)、備用機(jī)確認(rèn)

在通電基礎(chǔ)上，系統(tǒng)會(huì)結(jié)合關(guān)機(jī)時(shí)主機(jī)、備用機(jī)狀態(tài)確定設(shè)備的運(yùn)行情況。每個(gè)監(jiān)控記錄板當(dāng)中都存有上次設(shè)備作為主機(jī)的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間距離當(dāng)今時(shí)間較近的則為主機(jī)。在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中如果主機(jī)產(chǎn)生了故障問題，而備用機(jī)正常，此時(shí)會(huì)自動(dòng)切換成備用機(jī)運(yùn)行。

1.1.2 機(jī)車條件輸入雙機(jī)冗余

如果監(jiān)控系統(tǒng)正常，此時(shí)主機(jī)、備用機(jī)相互交換數(shù)據(jù)信息。在機(jī)車條件輸入方面，工作機(jī)會(huì)判定主機(jī)、備用機(jī)實(shí)際情況，判定哪方面輸入狀態(tài)最佳則為基準(zhǔn)，如果主機(jī)、備用機(jī)自檢狀態(tài)一致，則會(huì)將安全等級(jí)高的一方作為標(biāo)準(zhǔn)。

1.1.3 輸出控制雙機(jī)冗余

在控制輸出方面，通過連接主機(jī)、備用機(jī)，全部采用輸出控制方案。制動(dòng)輸出為并聯(lián)輸出、雙機(jī)同時(shí)輸出;雙針表采用并聯(lián)輸出，僅為一方輸出，此時(shí)司機(jī)可以自主選擇使用A機(jī)或B機(jī)。

1.2 LKJ2000的完善

1.2.1 制動(dòng)控制

在制動(dòng)控制方面，相比LKJ-93，LKJ2000的CPU性能更加強(qiáng)勁，為了能夠滿足高速列車的監(jiān)控要求，LKJ2000當(dāng)中融入了模式曲線，結(jié)合用戶實(shí)際需求采用連續(xù)計(jì)算模式。連續(xù)制動(dòng)計(jì)算控制主要是為了適應(yīng)高速運(yùn)行的一種控制方案。

1.2.2 故障導(dǎo)向安全

如果主機(jī)、備用機(jī)同時(shí)出現(xiàn)故障問題，則系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，如果在指定時(shí)間內(nèi)沒有切除故障裝置電源，則會(huì)緊急制動(dòng)輸出;如果主機(jī)、備用機(jī)一方發(fā)生了故障問題，故障設(shè)備不斷處于主機(jī)狀態(tài);如果是故障不會(huì)影響設(shè)備性能，則依然保持主機(jī)、備用機(jī)的運(yùn)行模式，通過模塊級(jí)別冗余，實(shí)現(xiàn)模塊切換以及通道切換。如果所輸入的機(jī)車條件和接收數(shù)據(jù)信息不配比時(shí)，機(jī)車速度取二者較小值，否則可能會(huì)產(chǎn)生列車行駛超速或冒進(jìn)信號(hào)。機(jī)車信號(hào)選擇以故障安全等級(jí)高的信號(hào)為基準(zhǔn)，如果發(fā)生了緊急制動(dòng)問題，為了避免某一方出現(xiàn)故障，此時(shí)采用雙機(jī)同步輸出控制模式。

2 LKJ2000在應(yīng)用中的故障與解決措施

2.1 原始記錄文件丟失

原始記錄直接影響列車安全管理水平。很多列車出現(xiàn)監(jiān)控記錄插件返廠維修無法找到故障，上車之后正常，但某個(gè)時(shí)間段還會(huì)丟失文件的問題。

實(shí)際上，LKJ2000采用了雙機(jī)熱備工作方案，理論上可靠性較高。如果A機(jī)故障會(huì)立刻投入B機(jī)，同時(shí)將A機(jī)備份文件傳輸給B機(jī)。如果A機(jī)中沒有文件，在復(fù)制、傳遞過程中可能會(huì)造成B機(jī)原有文件丟失，反之亦是如此。正常條件下A機(jī)、B機(jī)同步記錄，即使是文件覆蓋也不會(huì)丟失文件。但在單機(jī)記錄時(shí)，覆蓋和備份就有可能造成文件丟失。

筆者在實(shí)際檢修過程中，由于設(shè)備并沒有故障問題，因此考慮是軟件算法不當(dāng)造成的結(jié)果，于是建議廠家修改程序算法，采用追加備份方案，不損壞原有文件。在后續(xù)使用中，文件丟失問題幾乎沒有發(fā)生。

2.2 顯示速度和實(shí)際參數(shù)不符，輪對(duì)空轉(zhuǎn)、誤差較大

在LKJ2000實(shí)際使用中由于監(jiān)控裝置報(bào)警輪對(duì)空轉(zhuǎn)，造成實(shí)際參數(shù)誤差較大，無法提升監(jiān)控質(zhì)量。筆者在檢修當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)監(jiān)控程序所預(yù)設(shè)的加速為0.046 m/s，設(shè)定數(shù)值偏小，機(jī)車運(yùn)行中監(jiān)控裝置將加速度值和設(shè)定值對(duì)比，此時(shí)實(shí)際加速度要高于設(shè)定加速度，監(jiān)控裝置誤認(rèn)為空轉(zhuǎn)，啟動(dòng)了防空轉(zhuǎn)功能，控制列車運(yùn)行速度，導(dǎo)致列車實(shí)際運(yùn)行速度和監(jiān)控運(yùn)行速度出現(xiàn)較大差異，機(jī)車實(shí)際運(yùn)行距離更大，導(dǎo)致車位滯后嚴(yán)重，“兩冒一超”功能喪失。

筆者在對(duì)LKJ2000內(nèi)置傳感器進(jìn)行檢修之后發(fā)現(xiàn)沒有故障問題，因此通過多次監(jiān)視測(cè)量試驗(yàn)、模擬試驗(yàn)，提出了符合實(shí)際列車運(yùn)行速度的加速度數(shù)值0.14 m/s。修改完程序機(jī)車加速值之后，解決了上述問題。

2.3 LKJ2000插件問題

（1）如果屏幕出現(xiàn)掉電重啟、白屏、黑屏情況，但是可以正常恢復(fù)工作平，此時(shí)要考慮SV電源故障問題。

（2）如果檢修現(xiàn)場(chǎng)在地面無法檢測(cè)屏顯故障原因，要將屏顯端子重新插拔一遍。

2.4 LKJ2000主板故障

如果出現(xiàn)了主板故障問題，可能產(chǎn)生白屏、花屏、重啟、死機(jī)等現(xiàn)象。可以采用以下措施。

（1）如果屏顯返廠，則主板也要進(jìn)行改造，改造完畢的主板需要驗(yàn)收，保證主板性能得到了改進(jìn)。

（2）考慮設(shè)計(jì)新的主板。

（3）加強(qiáng)線路、線纜絕緣，通信線、電源線增設(shè)磁珠，電源線上增設(shè)浪涌電壓濾波器，這樣即可降低主板損壞概率。

2.5 語音系統(tǒng)問題

在LKJ2000使用中出現(xiàn)語音信息丟失、快報(bào)、亂報(bào)、不停報(bào)、卡殼等情況，需要從以下幾個(gè)方面出發(fā)。

（1）語音芯片ISD 4004-08MP直接由12 V電源供電。

（2）加強(qiáng)電源線、線纜絕緣性，通信線、電源線增設(shè)磁珠，電源線增設(shè)浪涌電壓濾波器。

2.6 電源問題

電源故障多數(shù)表現(xiàn)在電源壓敏電阻損壞，從而造成屏顯保險(xiǎn)被燒斷。由于屏顯智能依靠壓敏電阻吸收，長(zhǎng)期反復(fù)受到浪涌電機(jī)沖擊下，部分壓敏電阻性能無法下降，造成電源板壓敏電阻損壞。機(jī)車中采用了大量的繼電器、接觸器、啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)等電感設(shè)備，出現(xiàn)大量的浪涌電壓。

針對(duì)上述問題，可以在電源進(jìn)線端采用過壓抑制電感，這樣可以提升抑制浪涌電壓性能以及提升抗干擾能力。

2.7 液晶問題

液晶故障通常表現(xiàn)為白屏也不可恢復(fù)，人機(jī)交互界面無法使用。解決措施包括。

（1）在主板上給液晶供電電源之間增加過流抑制板，限制液晶電源過電流的產(chǎn)生，否則可能會(huì)熔斷液晶保險(xiǎn)絲。

（2）加強(qiáng)屏顯絕緣性能，電源線增設(shè)浪涌電壓濾波器。

（3）嚴(yán)格控制電源穩(wěn)定壓力范圍，該技術(shù)已經(jīng)在LCD屏幕中的得以實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語

綜上所述，由于LKJ2000時(shí)間長(zhǎng)，針對(duì)LKJ2000裝置上的不足，該文提出了強(qiáng)化LKJ2000性能、保證LKJ2000安全的幾點(diǎn)措施，提升LKJ2000使用中的安全性、功能性，保證鐵路運(yùn)輸監(jiān)控性能。未來，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展中，會(huì)有更多的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到LKJ2000當(dāng)中，進(jìn)一步優(yōu)化其功能與性能。

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