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1、LKJ2000 型列车运行监控记录装置简介西安电务段宝鸡车载设备车间2008 年 4 月 14 日LKJ2000 型列车运行监控记录装置简介一、概述LKJ2000 型监控装置是机车运行的安全监控设备，它能协助司机有效地防止“二冒一超” 等事故的发生。该装置是在铁道部科教司、运输局的领导下，由河南思维自动化设备有限公司、株洲电力机车研究所及北方交通大学联合研制的新型列车超速防护设备。它是在信号设备的发展及铁路大提速的形势下，在 LKJ-93 型列车运行监控记录装置的成功应用基础上，借鉴国外先进 ATP 及 ATC 技术，采用了先进的 32 位微处理器技术、数字信号处理技术，并结合多年来监控装置的
2、运用经验,研制而成的新一代产品。装置的控制模式：该装置采用的是车载控制模式，在列车运行时根据列车所处位置按顺序调用车载的线路数据，并按前方信号机的显示、距离、列车速度实时计算和显示模式控制曲线。当列车速度超过模式控制曲线时，将对列车采取措施，如将机车动力卸载；实施常用制动、紧急制动等，使列车减速或停车防止越过前方关闭的信号机。由于该装置也据有与地面进行信息传输的接口及传输信息处理的功能，因此，假如建立了地面信息传输的功能，也可以采用车载数据与地面传输信息相结合的控制方式，即 ATP 的控制方式，将进路信息、站内开通的股道信息、临时限速的调度命令的信息等通过附加的附属设备如无线输传、机车双向标签
3、、GPS、机车综合信息检测平台（TAX2）等设备，用无线通信或地面应答器、轨道电路信息叠加等方式传给监控装置，已达到实时控制的目的。二、基本功能（一） 、监控功能1防止列车线路超速。2防止列车冒进关闭的信号机。3防止列车溜逸。4防止列车以高于规定的限制速度调车作业。5按列车运行揭示要求控制列车不超过临时限速。6. 语音提示功能。（二） 、记录功能 1、开/关机时相关参数记录。2、乘务员输入参数（或 IC 卡输入）记录。3、运行参数记录。4、事故状态记录。 （按需安装）（三） 、显示功能1、显示列车运行的实际速度及限制速度（或目标速度） 。2、显示距前方信号机距离及前方信号机种类。3、显示运行线
4、路状态。4、显示机车优化操作曲线。LKJ2000主机箱主机箱控制输出控制输出通用式通用式机车信号机车信号 端显示端显示器器列车总线列车总线机车工况输入机车工况输入 端显示器端显示器速度信号（速度信号（ 3路）路）压力传感器压力传感器 1压力传感器压力传感器 2事故状态记录器事故状态记录器 端双针表端双针表 端双针端双针表表压力传感器压力传感器 35、其他运行参数显示。（四） 、地面分析处理功能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强有力的工具。三、车载部分系统构成车载部分系统主要有以下构成： 主机箱
5、 屏幕显示器 速度传感器 压力传感器 无线输传装置 事故状态记录器系统结构框图（车载部分）电电 源源 数字量数字量 输输 入入 /出出数字量数字量 输输 入入 备备 用用 模模 拟拟 量量 输输 入入 /出出通信通信 地面信息地面信息 处处 理理监监 控控 记录记录 LKJ2000主机实物图主机实物图 :（一） 、主机箱各插件的主要功能：（1） 、监控记录插件：它的主要作用是：系统管理 制动计算 数据记录。（2） 、地面信息处理插件的主要功能：轨道电路绝缘节检测 轨道电路叠加信息处理。（3） 、通信插件以 CAN 形式与各插件建立通讯和提供对外的多路串行RS-485、 RS-232 通信接口。
6、（4） 、模拟量输入/出插件的主要功能：所有模拟量信号输入以及双针表驱动信号的输出。（5） 、数字量输入插件的主要功能：16 路 50V 电压开关量信号输入即机车自动信号色灯的输入。（6） 、数字量输入/出插件的主要功能：8 路 110V 电压信号输入，如机车的运行方向、操作手柄的位置、是使用的是牵引还是制动等。8 路对外继电器输出接口，即监控设备的对机车的控制输出。（7） 、电源插件的主要功能：110V 电源输入 多路电源输出提供给监控设备各插件及外部设备，以保证监控的可靠工作。（二） 、屏幕显示器的主要功能：1、实际速度、限制速度曲线。2、线路状态信息显示线路。3、隧道、桥梁、坡度、弯道等
7、。4、以图形方式显示，更加直观。10 英寸高亮度彩色液晶屏另外，监控设备还需一些外部设备来进行配合，才能使监控设备工 作起来，如 200 脉冲速度传 感器、电压型压力传感器等。速度传感器 压力传感器四、地面部分系统构成：（一） 、为了保证 LKJ2000 型监控设备的正常工作、运行数据的提取、处理和分析，以及进行地面测试、维修工作，需要必要的进行配合才能完成，地面设备部分系统由一下设备构成：a、 2000 型便携式测试仪( 诊断仪) b、2000 型转储器c、 2000 型 IC 卡读卡器及 IC 卡d、地面计算机数据处理分析系统e、地面计算机程序开发系统等组成。1、2000 型便携式测试仪(
8、诊断仪):LKJ2000 型监控装置便携式测试仪可以通过模拟机车速度、柴油机转速、机车管压力、16 路 DC50V 输出、8 路DC110V 输出、轨道信号等来完成对 LKJ2000 型监控装置的性能检测。2000 型便携式测试仪（二） 、IC 卡读卡器及大容量 IC 卡1、大容量 IC 卡：目前普遍使用的 IC 卡的容量有三种：a、 512KB 容量 b、 2M 容量 c、 4M 容量其主要用于对监控运行后产生的运行文件进行转储（即将车载设备内产生的运行文件从机车上取下来）和采用 IC 卡文件上传的方式将司机信息、车次信息、调度命令的要求等传入车载监控设备，以便在运行中进行相应的控制。2、I
9、C 卡读卡器：IC 卡读卡器按其与计算机接口方式的不同分为两种即USB 读卡器与串口读卡器。其主要用于在司机接班时，将运行中的司机代号、车次、运行区段及调度命令的各种临时控制通过计算机及 IC卡读卡器写入 IC 卡；在司机换班时将 IC 卡上的运行文件，通过 IC 卡读卡器传给计算机。（三） 、地面计算机数据处理分析系统：在计算机中按装了专用的数据处理软件后将运行文件进行专业化的处理后，转换为我们平时所能读懂文字和图形，用于对司机的途中运行状况、线路、信号的显示状态等进行分析、评价、考核。地面计算机数据处理分析系统显示界面（四） 、计算机程序系统：监控设备由于采用的是车载地面数据，因此，必须按
10、照线路的实际情况预先用计算机专用的“地面数据开发”程序编制好地面数据并将其转换为二进制文件，通过编程器灌入到数据芯片中，安装到监控设备中。计算机程序地面数据系统（地面数据文件）五、监控装置的主要特点1、装置的基本工作方式是将运行全程线路的参数事先存储于主机中，作为监控工作的依据，并能够与地面信息交换, 采用车载或车载数据与地面信息相结合的控制模式。2、系统采用双机热备冗余方式（模块级冗余） ，当主机出现故障的情况下，自动切换到备机工作，当任意一个单元或通道出现故障的情况下，自动启用备用单元或通道，大大提高了工作的可靠性。3、采用先进的 32 位微处理 MC68332 作为系统主CPU，具有较高
11、的执行速度、控制精度，较高的稳定性和很强的数据处理能力。4、采用控制器局域网（CAN）作为系统内部通讯方式进行数据交换。CAN 总线器件本身带 CRC 校验功能，具有高强的检错与容错的能力，使数据传输可靠性进一步提高。5、监控功能的制动模式限速曲线采用实时计算，并考虑客/ 货车，制动机种类、线路坡度等因素对制动距离的影响，使制动距离尽量接近于实际。6、对故障导向的安全措施作了较多的考虑。对速度信息故障、机车信号信息故障、过绝缘节校正故障，通讯故障等都有具体的的处理。7、采用 10 英寸 TFT 高亮度液晶显示屏（也可选用数码显示器）作为显示界面，以图形、文字、曲线的方式预示前方的桥隧、坡道、曲
12、线、车站、道岔、线路限速等情况，使装置与司机之间更好地交换信息。8、具备大容量 IC 卡读写功能，能够解决对乘务员的参数输入，临时限速的控制，大交路大轮乘文件转储困难等问题。9、具备列车事故状态记录器（黑匣子） ，可以详细记录事故前 30 分钟的内容，结构合理，不易损坏。 10、在系统内比 LKJ-93 型增加对机车均衡风缸压力和制动缸压力的采集和记录功能，可以记录和检查机车小闸使用的情况。11、采用带背光面膜，光线暗时，面膜自动点亮，方便操作。12、采用 6U 标准插件及机箱结构，具有灵活、维修方便等优点。13、系统电磁兼容性满足 TB/T 3021-2001 标准要求，抗干扰能力强，工作可
13、靠性高。六、装置的主要技术参数：（一） 、主机箱 主机箱是装置的核心，装置的主要功能均由它完成。1、技术性能（1）CPU 和时钟基准监控记录插件： MC68332 fosc=16MHz通讯插件： DS80C320MCL fosc=11.0592MHz地面信息处理插件： TMS320F206 fosc=20MHz（2）存贮器配置监控记录插件： 程序用 EPROM 1MB 地面数据用 EPROM 1MB（可扩充至 2MB）记录数据 RAM 2MB通讯插件： 程序用 EPROM 32KB数据缓冲 RAM 32KB 地面信息处理插件：程序用（CPU） 32KB （3）数字量光电隔离式输入通道机车信号
14、50V 量程输入通道： 通道数=16 机车工况 110V 量程输入通道：通道数=8 （4）制动控制数字量输出通道输出通道数：8数字量输出方式：继电器触点输出触点寿命：10 万次（5）速度频率量输入接口通道数： 4信号幅值范围： 0V40V( 峰峰值)信号频率范围： 16KHz（脉冲方波或正弦波交流信号）（6）压力传感器模拟量输入通道通道数： 7输入信号范围： 05V（7）日历时钟走时误差： 每月不大于 60 秒（8）绝缘节检测接口适用于国内已有的移频、交流计数、双频点式及极频制式。（9）电源技术参数A、输入电压 77V137VB、输出+5V2% 3A +12V5% 1A -12V5% 1A +
15、24V2% 0.4A +15V5% 0.65A 供速度传感器用+15V5% 0.65A 供压力传感器用（ 10）电源保护输入欠压保护，75V6V ，可自恢复；输入过压保护，140V2V ，可自恢复；（11）通讯接口与转储器通讯接口： 符合 RS-232 规范；与显示器通讯接口： 双路 CAN 通信；与 IC 卡通讯接口： 符合 RS-485 规范；（12）预留：与机车或车辆总线接口：符合 RS485/422 （HDLC）规范；与事故状态记录器接口：双路 CAN 通信；模拟量输出通道A、速度表指针驱动通道数： 2 输出幅值范围： 020mAB、里程计驱动通道数： 1 信号幅值： 24VDC 脉冲宽度： 200ms七、屏幕显示器 极大的改善了人机对话的界面，利于规范乘务员操作，减轻劳动强度，适应
