關(guān)于LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝方案的探討

葉永華

（武漢鐵路局電務(wù)處，武漢 430071）

關(guān)于LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝方案的探討

葉永華

（武漢鐵路局電務(wù)處，武漢 430071）

介紹LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝的現(xiàn)狀，從優(yōu)化車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存放方式、改變基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝方式等方面進行闡述，盡可能實現(xiàn)LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自動換裝和LKJ數(shù)據(jù)地面化，以此解決制約LKJ發(fā)展的瓶頸問題。

LKJ；LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；無線換裝；數(shù)據(jù)地面化

1 概述

LKJ2000列車運行監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱LKJ）是列車運行控制系統(tǒng)的重要組成部分，是中國自主研究開發(fā)的列車行車安全監(jiān)控設(shè)備，具有強大的監(jiān)控、記錄和顯示功能，采用車載預(yù)先存儲線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的方式，對防止列車“兩冒一超”、減少列車運行事故的發(fā)生、保障行車安全和支撐鐵路相關(guān)技術(shù)發(fā)展做出了重要貢獻。

隨著近年中國鐵路和信息處理技術(shù)的快速發(fā)展，新修、改造線路日益增多；加之適應(yīng)市場需求，列車運行圖調(diào)整變化更加靈活。線路的變更、運行圖的調(diào)整必然會導(dǎo)致LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的頻繁更改和換裝，其換裝工作量越來越大，LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝的問題日漸突出。

2015年10月9日，廣鐵集團K457次因株州站施工漏換LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的事故，引起總公司安監(jiān)司高度重視，要求各局施工LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝方案報安監(jiān)部門備案。各鐵路局也將LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錯換與漏換列為安全“紅線”范圍管理。

2 LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝現(xiàn)狀分析

2.1車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝程序多、較復(fù)雜

基于LKJ2000研發(fā)的技術(shù)，目前車載數(shù)據(jù)換裝時，須采用M27C801芯片或?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)轉(zhuǎn)存器導(dǎo)入的方式，更換LKJ監(jiān)控主機兩塊監(jiān)控記錄插件的U5、U6文件；同時，還必須采用專用IC卡導(dǎo)入的方式，更換兩端DMI單元中2kdata.bin、2kdata. xlb、2kdata.zmb文件。若涉及運行徑路發(fā)生變更，還須同步對兩塊監(jiān)控記錄插件的LKJ車載控制文件U3、U4進行更換。由于DMI和監(jiān)控記錄插件兩部分的換裝需要分開進行，但數(shù)據(jù)版本之間需配套使用，且不同的設(shè)備廠家對應(yīng)不同的數(shù)據(jù)版本，換裝完畢后，還需對相關(guān)參數(shù)確認，各項性能進行測試，這種數(shù)據(jù)換裝的方式對換裝人員、數(shù)據(jù)版本管理都提出很高的要求。

2.2車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝頻繁、臺數(shù)多

目前，LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)交路、上下行方式存放在一個大文件中，其組織結(jié)構(gòu)是一個無法分割的整體，無論修改數(shù)據(jù)量的多少，均需要對整個數(shù)據(jù)進行更換。

近年來，一是中國鐵路的快速發(fā)展，新建、改建線路較多；二是運輸組織變化較頻繁，列車運行圖調(diào)整更加靈活，行包快運區(qū)段為適應(yīng)市場的需求經(jīng)常變化；三是保障安全形勢要求，增加季節(jié)性防洪數(shù)據(jù)和列車反方向運行數(shù)據(jù)，這些變化引起車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝工作非常頻繁。

2015年，武漢鐵路局共編制LKJ控制模式版本2版（機車1版、動車1版），編制LKJ數(shù)據(jù)版本102版（機車65版、動車組37版）。各電務(wù)段換裝機車LKJ數(shù)據(jù)15 239臺次，換裝動車組1 854臺次。由此可見LKJ車載數(shù)據(jù)換裝工作是如此的頻繁。

2.3車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝點多、較分散

LKJ數(shù)據(jù)換裝工作安排由配屬機車、動車組的機務(wù)段、動車（客車）段或動車所的對口電務(wù)段在電務(wù)車載設(shè)備檢測工區(qū)進行。當(dāng)無法在電務(wù)車載設(shè)備檢測工區(qū)按照固定徑路列車運行圖實施LKJ數(shù)據(jù)換裝計劃時，可由LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變更的線路所屬鐵路局決定在施工地點兩端臨近車站設(shè)置應(yīng)急換裝點，進行擔(dān)當(dāng)固定徑路列車牽引任務(wù)機車的LKJ數(shù)據(jù)換裝。其換裝地點不僅涉及到機務(wù)段、折返段、動車段、動車所，甚至還在施工地點臨近車站進行應(yīng)急換裝。有的委托換裝不成時，還需到外局管轄的機務(wù)段、折返段、動車段等地點進行換裝。就武漢鐵路局武漢電務(wù)段而言，當(dāng)涉及主要干線數(shù)據(jù)換裝時，換裝點共計31個，其中本局管內(nèi)換裝點12個，外局管內(nèi)換裝點19個，LKJ成了名副其實的“離開家”，車載人員背起行囊到各點進行LKJ數(shù)據(jù)換裝。

2.4車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝時間緊、要求高

當(dāng)需要進行LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝時，換裝電報一般要求3天內(nèi)全部換裝完畢，電務(wù)段先組織機務(wù)段制定相關(guān)換裝計劃，然后安排人員逐臺車更換、銷號等方式進行換裝，換裝效率比較低。為避免影響機車周轉(zhuǎn)，換裝的工作節(jié)奏很快，換裝人員承受著高強度的工作壓力。在整個換裝過程，各鐵路局均制定一系列規(guī)范措施。如采用一個人更換，一個人檢查的“雙崗制”，采用軟件版本復(fù)核及卡控系統(tǒng)進行管理等，用來防止錯換、漏換等事情的發(fā)生。對于委托換裝時，還要求36 h前將換裝用的全套LKJ數(shù)據(jù)文件及相關(guān)說明事項提前交受委托實施的電務(wù)段，換裝完畢后，再通知委托電務(wù)段。所以，LKJ車載數(shù)據(jù)換裝時間緊、要求高。

3 解決方案

為盡可能減少LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝的復(fù)雜度及工作量，提高換裝的自動化水平，可以從優(yōu)化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存放方式，通過建立車地?zé)o線通信網(wǎng)

絡(luò)實現(xiàn)自動換裝或通過地面應(yīng)答器發(fā)送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)LKJ數(shù)據(jù)地面化等方式進行LKJ數(shù)據(jù)換裝。

3.1優(yōu)化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存放方式

將全路LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行集中管理，且按18個鐵路局（或公司）進行劃分，每個鐵路局的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)再按照工務(wù)線路及一定的原則劃分成若干個相對獨立的數(shù)據(jù)塊，每個數(shù)據(jù)塊包含一段線路區(qū)段的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，且每個數(shù)據(jù)塊有唯一的ID號。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及包含數(shù)據(jù)內(nèi)容如圖1所示。

圖1　基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

各鐵路局負責(zé)維護本鐵路局轄區(qū)內(nèi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，全路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集中管理，既可以將全路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編譯到一個LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件中，也可以各鐵路局只選擇編譯本局機車所用到內(nèi)容。

編譯生成的LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)按照隸屬局區(qū)域進行存放，每個局數(shù)據(jù)相對獨立，對整個車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行換裝；也可以只更換基礎(chǔ)數(shù)據(jù)發(fā)生變更局的數(shù)據(jù)，增加換裝的靈活性。

優(yōu)化LKJ設(shè)備中LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存放的位置，取消DMI單元存放的車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，DMI單元所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)由監(jiān)控主機根據(jù)實際位置進行發(fā)送。既能減輕換裝的復(fù)雜度，又能減少發(fā)生錯誤更換的概率。

3.2改變基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝方式

1）通過無線自動換裝

在機務(wù)段、折返點等建立高可靠的WLAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在機車出入段的集中區(qū)設(shè)置無線WLAN覆蓋區(qū)，在機車上加裝無線換裝設(shè)備，用于車地間無線通信。

當(dāng)需要進行地面LKJ數(shù)據(jù)換裝時，先通過LKJ數(shù)據(jù)換裝管理軟件制定換裝計劃，其中應(yīng)包括換裝時間、涉及到的機車、換裝匹配的LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件、換裝后軟件版本等信息；當(dāng)機車進入WLAN覆蓋區(qū)域后，地面系統(tǒng)先進行機車入網(wǎng)注冊，然后進行車地?zé)o線傳輸?shù)逆溄樱瑢嵤㎜KJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自動更新，車地?zé)o線通信架構(gòu)如圖2所示。

圖2　車地?zé)o線通信架構(gòu)示意圖

2）通過地面應(yīng)答器實現(xiàn)LKJ數(shù)據(jù)地面化

實施CTCS-0級（簡稱C0）改造工程，在既有C0區(qū)段，通過在車站附近增設(shè)部分無源應(yīng)答器，實現(xiàn)向LKJ發(fā)送基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。LKJ進行相應(yīng)的軟硬件改造，增加應(yīng)答器傳輸模塊（簡稱BTM），用于接收應(yīng)答器數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與控車有關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)下移。在CTCS-2級（簡稱C2）區(qū)段直接使用C2系統(tǒng)應(yīng)答器提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和臨時限速信息。

C0改造工程系統(tǒng)由JT-C系列機車信號+LKJ設(shè)備+應(yīng)答器等設(shè)備構(gòu)成，如圖3所示。地面軌道電路連續(xù)提供前方軌道電路閉塞分區(qū)空閑信息（4～5個閉塞分區(qū)）、以及對車載測距進行校正；應(yīng)答器用于列車位置修正，并提供線路速度、線路坡度、軌道區(qū)段、里程坐標(biāo)等線路信息；LKJ根據(jù)應(yīng)答器信息和機車信號信息計算“目標(biāo)-距離”模式曲線，并監(jiān)控列車運行。

2016年全路電務(wù)工作會上，將實施C0改（C0+）試點工程作為全路電務(wù)工作重點之一，以此推進LKJ的數(shù)據(jù)地面化進程。此項工作已經(jīng)醞釀多年，前期也進行了一些室內(nèi)仿真和現(xiàn)場的功能性試驗，已經(jīng)具備進行工程試驗驗證的條件。2015年要在北京局京津既有線進行試點，這是一項決定未來LKJ的數(shù)據(jù)地面化能否順利實施的重要試點工程。

圖3　C0改造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)束語

LKJ對中國鐵路運輸安全起著保駕護航的關(guān)鍵作用，具有技術(shù)完全自主、功能性強、可擴展性好等優(yōu)點，但是在當(dāng)前中國鐵路快速發(fā)展的大環(huán)境下，LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的換裝及管理成為制約其發(fā)展的瓶頸，本文提出通過無線方式實現(xiàn)LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自動換裝以及實施C0改工程，實現(xiàn)LKJ數(shù)據(jù)地面化的方案，解決了電務(wù)部門需要投入大量人力實施換裝工作，使中國列控系統(tǒng)的發(fā)展前景更加廣闊，將為中國鐵路安全運輸事業(yè)做出更大的貢獻。

［1］鐵總運［2014］107號 列車運行監(jiān)控裝置（LKJ）運用維護規(guī)則［S］.

［2］鐵總運［2015］101號 列車運行監(jiān)控裝置（LKJ）數(shù)據(jù)文件編制規(guī)范（2015版）［S］.

［3］中國鐵路總公司.CTCS-2級列車運行控制系統(tǒng)［M］.北京：中國鐵道出版社，2013.

The paper introduces the present status of LKJ on-board basic data reloading from the optimization of on-board basic data structure， storage method and changed reloading mode to realize as much as possible automatic reloading of LKJ on-board basic data from ground equipment， in order to solve the bottleneck problems that restrict the development of LKJ.

LKJ； LKJ on-board basic data； wireless reloading； data from ground equipment

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.04.026

2015-12-01）