LKJ2000 監控設備插件功能分析研究

李琳

（朔黃鐵路發展有限責任公司機輛分公司，河北 滄州062350）

在對LKJ2000 型監控設備的插件功能進行分析時，必須對監控設備的系統組成進行研究，只有充分掌握監控設備的具體情況，才能了解和掌握監控設備插件的功能，從而保證對該監控設備進行準確操作，充分發揮監控設備在列車運行過程中的積極作用[1]。在分析的過程中，需要注意，不同監控設備元件內的插件功能可能會存在差異，必須正確對待這些差異，對插件功能進行準確掌握，防止出現混亂情況，提高監控設備的應用水平。

1 LKJ2000 監控設備概述

在對LKJ2000 監控設備進行應用的過程中，需要對該監控設備的主要控制方式有所了解。該設備控制方式是以車載主機預先存儲地面線路數據為主，在運行的過程中可以根據鐵路運行方向、列車所在位置，按照相關的順序對車載進行調取。同時對線路數據進行保存和記錄。根據動車組的信號狀態對其進行分析，以此為基礎可以按照列車的行駛速度以及與前方信號機之間的距離，對控制模式曲線進行實時計算。如果列車的速度超過控制模式的限制速度，監控設備可以進行報警、卸載或者利用自動、緊急制動的方式對列車進行控制，防止列車出現冒進或者超出允許速度的情況。

1.1 監控設備構成

LKJ2000 型監控設備的主要構成包括主機單元、主機柜、擴展單元、應答器信息接口單元、軌道信息接收單元、電流型壓力傳感器、雷達傳感器、霍爾速度傳感器、軌道線圈以及BTM天線和顯示器。在該系統的顯示器應用過程中，采用的是10 英寸的TFT 高亮度色彩液晶顯示器[2]。在屏幕上可以對機車的實際運行速度曲線以及模式限制速度曲線進行準確的了解。并且在顯示屏上能夠對前方4 千米的線路動態面進行準確掌握，例如隧道、坡度、道口、橋梁以及曲線等信息和標準操縱的運行曲線、速度曲線等信息都會展示在顯示屏上。在該監控設備的運行過程中，支持車載存儲相關信息應答器，可以對基礎數據進行接收，線路的適用性比較強。并且其對列車的控制精度以及安全性更高，在該設備應用過程中也建立了全路數據云中心庫，能夠完成跨局域的數據交接功能，可以保證機車跨區長交路中的應用效果。利用無線遠程數據換裝功能能夠有效解決傳統LKJ 數據換裝過程中存在的瓶頸問題。對車站、運行路徑以及股道等參數輸入操作進行了簡化，提高參數輸入的準確性。此外還增加了總風缸、CMD 以及CIR 等信息接口，能夠提升數據記錄的密度以及流量，可以保證監控設備運行的穩定性。

1.2 應用優勢

在該監控設備應用過程中，其主要的優點表現在以下方面：第一，其安全性更高。在對監控系統進行設計時，所設計的安全標準都符合相關的規定與要求。系統符合故障安全設計要求，主機單元采用的是2×2 取2 安全架構進行設計，安全等級為SIL4 級，而機車的信號主機利用的是2×2 取2 安全架構進行設計，安全等級也在SIL4 級，BTM主機采用的是2×2 取2 安全架構進行設計，安全等級也在SIL4 級[3]。此外，在對產品開發流程進行設計的過程中，流程開發的設計要求都符合相關標準，可以從根本上保證監控設備在運行過程中的安全性。在此次的設計過程中，利用的也是安全計算機平臺，能夠保證信號輸入、通信信號輸出以及調度管理的安全性。通信接口也是按照相關的安全標準進行設計的。在關鍵部件的通信是滿足相關安全標準要求的，例如與BTM主機進行通信時，系統內部之間的通信與DMI 進行通信時，無線通訊都能夠確保信息傳輸的實時性以及有序性。并且可以對出現的異常信息進行準確檢測。第二，可靠性較高。在設備運行過程中，所使用的主機為雙機熱備冗余架構，對故障檢測能力相對較高，可以對部分故障進行及時切換，并且可以對全面故障進行檢測。在集成化的外部盒體中所采用的插件是集中式插件設計，能夠有效減少中間的節點，其可靠性更高。并且采取的電源設計為冗余電源設計，可以進行集中供電。在該監控設備的運行過程中，無故障時間能夠達到50 萬小時，并且支持斷電檢測作業，也可以利用軟件識別技術以及雷達識別技術進行綜合運用，提高識別結果的準確性。

2 LKJ2000 監控設備插件功能分析

2.1 主機單元插件功能

在監控設備的運用過程中，主機單元所采用的插件以及各插件功能主要包括以下方面：（1）監控記錄插件。這是主機單元插件的核心部件。在應用過程中可以對地面線路的數據進行存儲與調用，并且可以對運行狀態數據進行記錄與同步，可以對控制模式曲線進行計算。此外，可以利用雙路CAN 串行總線或者VME 并行總線對系統中的其他模塊進行管控。（2）地面信息處理插件。這一插件的主要功能是對地面軌道電路絕緣點進行識別，所獲取的過絕緣節信號可以作為監控記錄插件對正距離誤差進行校正的依據。（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行安裝使用的，兩部分具有一定獨立性的。記錄模塊主要是對內部各插件以及外部設備所獲取的信息進行及時準確記錄，同時能夠將所有的記錄信息根據文件的不同類別寫入到記錄模塊內的flash 存儲器內。司機或者車次出現變化時會產生新文件，所有的記錄信息都會出現新的變化。（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輸入，主要是對列車管、制動缸以及均衡缸壓力等壓力信號進行輸入。同時可以完成兩路通用電壓信號輸入過程以及3路通用頻率量輸入采集操作。（5）數字量輸入。安全數字量的輸入插件主要是對機車的工況進行準確采集，例如機車向、前向后等開關量信號通斷狀態中的工況信息。(6）數字量輸出插件。數字量輸出插件的主要功能是可以輸出牽引列車的動力切除、常用制動、緊急制動指令，保證安全數字量輸出的準確性。同時每一個通道都可以使用安全繼電器，這是符合故障導向安全原則的，能夠進一步保證數字輸出的安全性。（7）電源插件。電源插件在設計過程中是根據我國軌道交通機車車輛電子裝置的標準進行設計的。在設計過程中允許有DC37V 到DC154V 之間不超過一秒的電源波動情況，并且允許66V 到DC154V 之間沒有超過0.1 秒的電壓波動情況.在電源插件的應用過程中，可以將輸出電源以及輸入電源進行準確隔離。

2.2 擴展單元插件功能

擴展單元集成系統主要包括對鳴笛等非安全量信號進行及時準確采集。采集到的信號主要包括DC50V 機車信號，對平面調車信息、GPS 信息等進行接收，并且可以提供與AIS、TAX 以及司法記錄器的通信接口等功能。擴展單元中的各插件功能主要表現在以下方面：（1）LKJ 電源插件。擴展單元中的電源插件有兩個，可以互換使用。在機車電源經過防護、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。除了給內部插件進行供電之外，還可以對速度通道進行供電，并且可以對機車的控制器進行供電。（2）通信插件。通信插件是將CAN 總線以及TAX 進行連接通信，同時，預留CAN 總線的擴展功能。（3）數字輸入插件。數字輸入插件有LKJ6路開關量，輸入接口可以對鳴笛信息、自動過分相等DCLKJLKJ0V 信號等進行及時準確的檢測。（4）數模轉換插件。數模轉換插件主要獲取時速、限速、里程計相關信息驅動雙針表顯示相關信息狀態，獲取方式是以組織單元進行通信。主機單元出現故障時，數模轉換插件可以自行采集速度、傳感器中的信息、驅動程序以及里程計信息的顯示狀態。（5）無線通訊插件。無線通訊插件模塊能夠兼容2.4G 標準以及5.8GHz 頻率的公用頻段，能夠自動獲取工作信道。同時可以利用手工設置方式對工作隧道進行設置，其具有加密以及認證機制，可以應用在無線數據換裝過程中。

3 結論

綜上所述，準確掌握LKJ2000 型監控設備插件功能，對保證監控設備的穩定安全運行有重要的意義。針對插件功能進行分析時，相關研究人員需要根據監控設備的設計標準以及設計要求，保證各個插件功能能夠充分發揮作用，提高監控設備運行的穩定性以及安全性。