LKJ2000 監(jiān)控設(shè)備插件功能分析研究

李琳

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司機(jī)輛分公司，河北 滄州062350）

在對(duì)LKJ2000 型監(jiān)控設(shè)備的插件功能進(jìn)行分析時(shí)，必須對(duì)監(jiān)控設(shè)備的系統(tǒng)組成進(jìn)行研究，只有充分掌握監(jiān)控設(shè)備的具體情況，才能了解和掌握監(jiān)控設(shè)備插件的功能，從而保證對(duì)該監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確操作，充分發(fā)揮監(jiān)控設(shè)備在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的積極作用[1]。在分析的過(guò)程中，需要注意，不同監(jiān)控設(shè)備元件內(nèi)的插件功能可能會(huì)存在差異，必須正確對(duì)待這些差異，對(duì)插件功能進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，防止出現(xiàn)混亂情況，提高監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用水平。

1 LKJ2000 監(jiān)控設(shè)備概述

在對(duì)LKJ2000 監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，需要對(duì)該監(jiān)控設(shè)備的主要控制方式有所了解。該設(shè)備控制方式是以車(chē)載主機(jī)預(yù)先存儲(chǔ)地面線(xiàn)路數(shù)據(jù)為主，在運(yùn)行的過(guò)程中可以根據(jù)鐵路運(yùn)行方向、列車(chē)所在位置，按照相關(guān)的順序?qū)?chē)載進(jìn)行調(diào)取。同時(shí)對(duì)線(xiàn)路數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和記錄。根據(jù)動(dòng)車(chē)組的信號(hào)狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行分析，以此為基礎(chǔ)可以按照列車(chē)的行駛速度以及與前方信號(hào)機(jī)之間的距離，對(duì)控制模式曲線(xiàn)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算。如果列車(chē)的速度超過(guò)控制模式的限制速度，監(jiān)控設(shè)備可以進(jìn)行報(bào)警、卸載或者利用自動(dòng)、緊急制動(dòng)的方式對(duì)列車(chē)進(jìn)行控制，防止列車(chē)出現(xiàn)冒進(jìn)或者超出允許速度的情況。

1.1 監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成

LKJ2000 型監(jiān)控設(shè)備的主要構(gòu)成包括主機(jī)單元、主機(jī)柜、擴(kuò)展單元、應(yīng)答器信息接口單元、軌道信息接收單元、電流型壓力傳感器、雷達(dá)傳感器、霍爾速度傳感器、軌道線(xiàn)圈以及BTM天線(xiàn)和顯示器。在該系統(tǒng)的顯示器應(yīng)用過(guò)程中，采用的是10 英寸的TFT 高亮度色彩液晶顯示器[2]。在屏幕上可以對(duì)機(jī)車(chē)的實(shí)際運(yùn)行速度曲線(xiàn)以及模式限制速度曲線(xiàn)進(jìn)行準(zhǔn)確的了解。并且在顯示屏上能夠?qū)η胺? 千米的線(xiàn)路動(dòng)態(tài)面進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，例如隧道、坡度、道口、橋梁以及曲線(xiàn)等信息和標(biāo)準(zhǔn)操縱的運(yùn)行曲線(xiàn)、速度曲線(xiàn)等信息都會(huì)展示在顯示屏上。在該監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，支持車(chē)載存儲(chǔ)相關(guān)信息應(yīng)答器，可以對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，線(xiàn)路的適用性比較強(qiáng)。并且其對(duì)列車(chē)的控制精度以及安全性更高，在該設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中也建立了全路數(shù)據(jù)云中心庫(kù)，能夠完成跨局域的數(shù)據(jù)交接功能，可以保證機(jī)車(chē)跨區(qū)長(zhǎng)交路中的應(yīng)用效果。利用無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)換裝功能能夠有效解決傳統(tǒng)LKJ 數(shù)據(jù)換裝過(guò)程中存在的瓶頸問(wèn)題。對(duì)車(chē)站、運(yùn)行路徑以及股道等參數(shù)輸入操作進(jìn)行了簡(jiǎn)化，提高參數(shù)輸入的準(zhǔn)確性。此外還增加了總風(fēng)缸、CMD 以及CIR 等信息接口，能夠提升數(shù)據(jù)記錄的密度以及流量，可以保證監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在該監(jiān)控設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中，其主要的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在以下方面：第一，其安全性更高。在對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，所設(shè)計(jì)的安全標(biāo)準(zhǔn)都符合相關(guān)的規(guī)定與要求。系統(tǒng)符合故障安全設(shè)計(jì)要求，主機(jī)單元采用的是2×2 取2 安全架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，安全等級(jí)為SIL4 級(jí)，而機(jī)車(chē)的信號(hào)主機(jī)利用的是2×2 取2 安全架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，安全等級(jí)也在SIL4 級(jí)，BTM主機(jī)采用的是2×2 取2 安全架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，安全等級(jí)也在SIL4 級(jí)[3]。此外，在對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，流程開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)要求都符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可以從根本上保證監(jiān)控設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的安全性。在此次的設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用的也是安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)，能夠保證信號(hào)輸入、通信信號(hào)輸出以及調(diào)度管理的安全性。通信接口也是按照相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在關(guān)鍵部件的通信是滿(mǎn)足相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)要求的，例如與BTM主機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部之間的通信與DMI 進(jìn)行通信時(shí)，無(wú)線(xiàn)通訊都能夠確保信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性以及有序性。并且可以對(duì)出現(xiàn)的異常信息進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)。第二，可靠性較高。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，所使用的主機(jī)為雙機(jī)熱備冗余架構(gòu)，對(duì)故障檢測(cè)能力相對(duì)較高，可以對(duì)部分故障進(jìn)行及時(shí)切換，并且可以對(duì)全面故障進(jìn)行檢測(cè)。在集成化的外部盒體中所采用的插件是集中式插件設(shè)計(jì)，能夠有效減少中間的節(jié)點(diǎn)，其可靠性更高。并且采取的電源設(shè)計(jì)為冗余電源設(shè)計(jì)，可以進(jìn)行集中供電。在該監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，無(wú)故障時(shí)間能夠達(dá)到50 萬(wàn)小時(shí)，并且支持?jǐn)嚯姍z測(cè)作業(yè)，也可以利用軟件識(shí)別技術(shù)以及雷達(dá)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用，提高識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 LKJ2000 監(jiān)控設(shè)備插件功能分析

2.1 主機(jī)單元插件功能

在監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)用過(guò)程中，主機(jī)單元所采用的插件以及各插件功能主要包括以下方面：（1）監(jiān)控記錄插件。這是主機(jī)單元插件的核心部件。在應(yīng)用過(guò)程中可以對(duì)地面線(xiàn)路的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與調(diào)用，并且可以對(duì)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與同步，可以對(duì)控制模式曲線(xiàn)進(jìn)行計(jì)算。此外，可以利用雙路CAN 串行總線(xiàn)或者VME 并行總線(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中的其他模塊進(jìn)行管控。（2）地面信息處理插件。這一插件的主要功能是對(duì)地面軌道電路絕緣點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別，所獲取的過(guò)絕緣節(jié)信號(hào)可以作為監(jiān)控記錄插件對(duì)正距離誤差進(jìn)行校正的依據(jù)。（3）通信記錄插件。通信記錄插件主要包括通信插件以及記錄模塊兩部分。記錄模塊是在通信插件上進(jìn)行安裝使用的，兩部分具有一定獨(dú)立性的。記錄模塊主要是對(duì)內(nèi)部各插件以及外部設(shè)備所獲取的信息進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確記錄，同時(shí)能夠?qū)⑺械挠涗浶畔⒏鶕?jù)文件的不同類(lèi)別寫(xiě)入到記錄模塊內(nèi)的flash 存儲(chǔ)器內(nèi)。司機(jī)或者車(chē)次出現(xiàn)變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生新文件，所有的記錄信息都會(huì)出現(xiàn)新的變化。（4）模擬量輸入/輸出插件。模擬輸入輸出插件能夠提供4 路以上的通電電流信號(hào)輸入，主要是對(duì)列車(chē)管、制動(dòng)缸以及均衡缸壓力等壓力信號(hào)進(jìn)行輸入。同時(shí)可以完成兩路通用電壓信號(hào)輸入過(guò)程以及3路通用頻率量輸入采集操作。（5）數(shù)字量輸入。安全數(shù)字量的輸入插件主要是對(duì)機(jī)車(chē)的工況進(jìn)行準(zhǔn)確采集，例如機(jī)車(chē)向、前向后等開(kāi)關(guān)量信號(hào)通斷狀態(tài)中的工況信息。(6）數(shù)字量輸出插件。數(shù)字量輸出插件的主要功能是可以輸出牽引列車(chē)的動(dòng)力切除、常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)指令，保證安全數(shù)字量輸出的準(zhǔn)確性。同時(shí)每一個(gè)通道都可以使用安全繼電器，這是符合故障導(dǎo)向安全原則的，能夠進(jìn)一步保證數(shù)字輸出的安全性。（7）電源插件。電源插件在設(shè)計(jì)過(guò)程中是根據(jù)我國(guó)軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛電子裝置的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中允許有DC37V 到DC154V 之間不超過(guò)一秒的電源波動(dòng)情況，并且允許66V 到DC154V 之間沒(méi)有超過(guò)0.1 秒的電壓波動(dòng)情況.在電源插件的應(yīng)用過(guò)程中，可以將輸出電源以及輸入電源進(jìn)行準(zhǔn)確隔離。

2.2 擴(kuò)展單元插件功能

擴(kuò)展單元集成系統(tǒng)主要包括對(duì)鳴笛等非安全量信號(hào)進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確采集。采集到的信號(hào)主要包括DC50V 機(jī)車(chē)信號(hào)，對(duì)平面調(diào)車(chē)信息、GPS 信息等進(jìn)行接收，并且可以提供與AIS、TAX 以及司法記錄器的通信接口等功能。擴(kuò)展單元中的各插件功能主要表現(xiàn)在以下方面：（1）LKJ 電源插件。擴(kuò)展單元中的電源插件有兩個(gè)，可以互換使用。在機(jī)車(chē)電源經(jīng)過(guò)防護(hù)、濾波等處理之后，可以輸入電源插件。電源插件的額定工作電壓為DCLKJLKJ0V。除了給內(nèi)部插件進(jìn)行供電之外，還可以對(duì)速度通道進(jìn)行供電，并且可以對(duì)機(jī)車(chē)的控制器進(jìn)行供電。（2）通信插件。通信插件是將CAN 總線(xiàn)以及TAX 進(jìn)行連接通信，同時(shí)，預(yù)留CAN 總線(xiàn)的擴(kuò)展功能。（3）數(shù)字輸入插件。數(shù)字輸入插件有LKJ6路開(kāi)關(guān)量，輸入接口可以對(duì)鳴笛信息、自動(dòng)過(guò)分相等DCLKJLKJ0V 信號(hào)等進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的檢測(cè)。（4）數(shù)模轉(zhuǎn)換插件。數(shù)模轉(zhuǎn)換插件主要獲取時(shí)速、限速、里程計(jì)相關(guān)信息驅(qū)動(dòng)雙針表顯示相關(guān)信息狀態(tài)，獲取方式是以組織單元進(jìn)行通信。主機(jī)單元出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)模轉(zhuǎn)換插件可以自行采集速度、傳感器中的信息、驅(qū)動(dòng)程序以及里程計(jì)信息的顯示狀態(tài)。（5）無(wú)線(xiàn)通訊插件。無(wú)線(xiàn)通訊插件模塊能夠兼容2.4G 標(biāo)準(zhǔn)以及5.8GHz 頻率的公用頻段，能夠自動(dòng)獲取工作信道。同時(shí)可以利用手工設(shè)置方式對(duì)工作隧道進(jìn)行設(shè)置，其具有加密以及認(rèn)證機(jī)制，可以應(yīng)用在無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)換裝過(guò)程中。

3 結(jié)論

綜上所述，準(zhǔn)確掌握LKJ2000 型監(jiān)控設(shè)備插件功能，對(duì)保證監(jiān)控設(shè)備的穩(wěn)定安全運(yùn)行有重要的意義。針對(duì)插件功能進(jìn)行分析時(shí)，相關(guān)研究人員需要根據(jù)監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)要求，保證各個(gè)插件功能能夠充分發(fā)揮作用，提高監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性以及安全性。