简单介绍LKJ2000型列车运行监控装置

蔺 雯

（淮南矿业集团铁运公司，安徽 淮南 232082）

LKJ2000型列车运行监控装置（以下简称LKJ2000型监控装置）是借鉴国内外ATP及ATC先进技术而研究开发的新一代列车超速防护设备，是因铁路运输生产要求和当今数字化、网络化、智能化技术发展需要而研制成功的列车行车安全设备的升级换代产品。LKJ2000型监控装置采用了先进的32位微处理器技术、安全性技术以及数字信号处理技术等来保证列车行车安全的控制。

作为新一代的行车安全设备，LKJ2000型监控装置在保留前几代设备监控、记录和显示功能的基础上，在设备的可靠性（双机热备，冗余）和稳定性（通过电磁兼容性测试）等方面均有了较大的改善和提高。适合各种类型的电力机车、内燃机车和动车组；适应自动闭塞方式和半自动闭塞方式；适应各种信号制式，包括移频（含 18信息移频）、交流计数、UM－71（或UM－2000）、极频等制式。既适合运行于不同速度等级线路的各型旅客列车（包括动车组）及货物列车，也适合于调车机车。装置的软件具有通用性，不同的用户可通过面向用户的软件参数调整来满足不同功能的要求，适应不同的运行情况。

系统组成包括监控主机箱、人机交互单元（又称屏幕显示器）、机车信号设备、监控装置功能扩展盒、GPS信息接收装置、压力传感器、速度传感器、鸣笛转换器、本/补切换装置、事故状态记录器、调车灯显接口盒、专用连接线缆等。装设于机车、动车组上的机车安全信息综合监测装置（TAX）、机车语音记录装置、列车运行状态信息系统车载设备（LAIS车载设备）、铁路车号自动识别系统（ATIS）、机车车号识别设备为 LKJ相关设备，LKJ与LKJ相关设备整体组成列车运行安全监控系统。为了便于维护或扩充接口，安装时可能会增加相应的接线盒。

为提高可靠性，系统采用双机主从热备冗余方式。系统主机由 A、B二组完全独立的控制单元组成，每组单元均有完整的信号输入及控制输出接口模块，单元内部各模块之间采用VME总线连接。系统内部串行通信网络CAN采用A、B组冗余方式将各CPU模块连接。在正常情况下，一组为工作机，另一组为热备机，工作机控制系统工作并发出制动控制指令；热备机经CAN总线和同步通信接口实时接收工作机数据，以保持与工作机同步运行及数据的一致性。工作机故障时自动退出控制状态，热备机充当工作机进入控制状态，故障切换过程对控制准确性的影响控制在允许范围内。为保证记录数据的完整性和唯一性，热备机与工作机同时进行记录且热备机记录数据来源于工作机。冗余采用模块级冗余方式，即当系统中任一模块故障时，并不导致整个单元的切换，仅将工作单元中故障的模块切除，而采用热备单元中的相同模块进行工作。故障的模块在恢复正常后，仍可被系统继续使用。当系统中相同的关键模块出现故障时，产生报警输出，若在规定的时间内未得到切除装置操作，则产生紧急制动输出。安装在司机室的屏幕显示器采用单套运行方式，同时配备双针速度表作为备份，当屏幕显示器故障时，可依靠双针速度表维持系统基本功能运行的指示。

LKJ2000型监控装置主要具有监控、记录、显示和语音提示等四个方面的功能，以共同实现对机车行车的安全控制。

装置采用车载计算机预先存储地面线路数据的控制方式（即车载控制模式），在运行时根据列车所处位置按顺序调取车载存储线路数据，按前方信号显示状态，根据列车速度计算列车走行距离来产生控制模式曲线。当列车速度超过控制模式曲线范围时，装置对列车实施动力切除、常用制动及紧急制动控制，防止列车越过关闭的信号机。装置实施常用制动后，在列车速度低于规定的安全速度时，允许司机缓解；对于紧急制动控制，必须停车后才可缓解。特殊情况下的处理方式满足铁路《技规》要求。为确保列车在关闭信号机前可靠停车，限制速度的计算采用实计计算方法，以满足控制精度要求。模式曲线的计算可根据列车运行速度的要求采用跨闭塞分区计算方式，即以关闭的信号机作为目标点来计算常用制动及紧急制动连续模式曲线。

监控装置对列车运行状态的相关参数及乘务员输入参数（包括IC卡输入参数）进行记录，并根据列车运行情况形成相应的数据文件。文件储存在非易性数据存储器中，通过数据转储供地面微机分析处理。数据记录采用不定长数据格式。记录数据事件代号与记录数据内容采用不同的数据代码，以提高记录数据的可靠性；数据记录采用条件触发记录方式，当设定的记录条件满足时则产生一项相应参数记录。地面运行数据处理软件将车载记录的列车运行数据经过翻译、整理，以直观的全程记录、运行曲线、各种报表等形式再现列车运行全过程，为机务的现代化管理及事故分析提供依据。

监控装置的屏幕显示器上的显示界面能显示以下信息：日期和时间；机车信号信息；列车运行速度与限速；前方目标信号机的类别、编号；距前方信号机距离；机车所在位置的里程坐标、监控状态和列车制动状态；列车最近走过的不少于1 km以内的运行速度值轨迹曲线；机车当前位置至前方不少于3 km以内的线路允许速度曲线、运行所在闭塞分区及运行前方闭塞分区模式限制速度曲线；以曲线、符号和文字形式，沿线路里程的延展显示机车运行前方不少于3 km以内的线路曲线、坡道坡度、道口、桥梁、隧道及车站；信号机、电气化铁路接触网分相标等设置情况。

监控装置的屏幕显示器可以进行下列各类信息的声音提示：监控装置报警、机车信号变化、前方限速变化、动力切除、常用制动或紧急制动、允许缓解、车机联控、侧线股道或支线的选择。

列车运行监控记录装置作为机车三大件之一，从1995年开始在全路机车上广泛推广应用。其与机车信号设备相结合，全程实现列车运行的安全防护功能和运行状态记录功能，是保证铁路行车安全的重要手段，是全路集体智慧的结晶。