LKJ-2000型監控裝置故障分析及處置措施

韓玉菲 中國鐵路上海局集團有限公司南京電務段

在我國鐵路運輸的發展壯大的過程中，運輸安全始終是人們最關注的問題。現今鐵路交通運行管理是以計算機網絡為核心要素，自動化、系統化、智能化是其發展方向，LKJ-2000型列車監控裝置系統作為目前列車監控系統中的主要設備，在目前我國機車上的使用非常廣泛。其可根據列車的實際運行情況采集數據，能夠保證列車的行駛安全。但由于列車運行環境惡劣，受到多種負面因素影響，需要定期進行維護并處理故障，保證列車運行的安全性。

1 LKJ-2000型監控裝置的基本原理

1.1 LKJ-2000型監控裝置的主要特點

LKJ2000型監控裝置是機車運行的安全監控設備，它能協助司機有效地防止“兩冒一超”等事故的發生。裝置是在鐵路總公司領導下，由中國自主研制的新型列車超速防護設備。它是在信號設備的發展及鐵路大提速的形勢下，在LKJ-93型列車運行監控記錄裝置的成功應用基礎上，借鑒國外先進ATP及ATC技術，采用了先進的32位微處理器技術、數字信號處理技術。裝置的基本工作方式是事先將全程運行線路的參數存儲于主機中，作為監控工作的依據，并能夠與地面信息交換,采用車載或車載數據與地面信息相結合的控制模式。采用6U標準插件及機箱結構，具有靈活、維修方便等優點。

1.2 LKJ-2000型監控裝置的功能

首先是監控功能，監控功能的制動模式限速曲線采用實時計算，并考慮客/貨車，制動機種類、線路坡度等因素對制動距離的影響，使制動距離盡量接近于實際。其次是記錄功能，可以實時記錄列車運行日期、時間、車型車號、車次等信息。最后是顯示和語音提示功能，可以與司機進行人機交互，顯示前方運行線路狀況，顯示列車運行的實際速度及限制速度，可語音提示司機緊急制動等信息。

1.3 LKJ-2000型監控裝置的組成和工作原理

它由主機箱、顯示器、速度傳感器、壓力傳感器、雙針速度表、轉儲器、事故狀態記錄器構成，并與機車信號一起構成一個超速防護系統。為了提高工作可靠性，系統采用雙機主從熱備冗余方式，系統主機由A、B兩組完全獨立控制單元組成。雙機中兩個單元互為熱備，兩個單元同時工作，一個處于主機工作狀態，另一個處于備機工作狀態。當主機單元的監控記錄插件或電源插件發生故障時，備機單元將馬上轉為主機工作狀態，故障單元將自動退出主機工作狀態,見圖1。

圖1 LKJ-2000型監控裝置的組成

2 LKJ2000型監控裝置故障分析及處理方法研究

2.1 LKJ監控裝置故障處理的方法

2.1.1 使用裝置的自檢功能判斷故障

裝置的主機箱、顯示器均有自檢功能。熟悉掌握這一功能，對于判斷查找故障源十分有用。利用裝置自診斷功能判別故障的前提是：CPU及其總線工作正常。因此，只能判別局部的故障。主機箱上各插件面板的二極管燈，就是為判別局部故障和裝置的工作狀態而設置的。

監控記錄插件等插件面板上均有指示燈用于正常或故障狀態指示，指示燈在自檢和正常工作時，其含義有差別。只要熟記這些指示燈的含義，當出現異常時即能簡單迅速地判斷這些局部故障。

2.1.2 部件替換法處理監控裝置故障

在我們現場實際工作中，迅速查找故障源，恢復監控裝置的正常工作，通常都采用替換法。也就是說將工作正常的部件（良好備品）替代裝置中相應的部件。LKJ2000型監控裝置中可以替換的部件有：監控記錄插件、模擬量輸入/出插件、數字量輸入插件、數字量輸入/出插件、地面信息處理插件、通信插件、電源插件、事故狀態記錄器、主機箱、壓力傳感器、速度傳感器、顯示器1（Ⅰ端）、顯示器2（Ⅱ端）、副臺按鈕。檢修人員應根據故障現象替換相應的部件（圖2）。更換時，先將插件拔出后重插一次，觀察故障現象是否消除。如已消除，說明插件（或連接器）接觸不良。如未消除就替換相應的部件。替換后故障消除則說明替換下來的部件已損壞或性能下降。

圖2 LKJ2000型監控裝置框圖

2.1.3 使用集成塊替換方法處理故障

替換下來的部件在地面上使用替換法進一步檢查。地面上至少必須配置下列幾種設備：工作正常的裝置1套，裝置的測試儀1臺，插件過渡板1塊。當替換下來的部件有集成電路插座時，首先檢查集成電路塊是否有接觸不牢現象，按壓好集成塊后，如故障現象未消除，則考慮是否替換集成塊。通過對電路原理分析，如果認為此故障現象與這些集成塊相關是不妨替換這些集成塊試試。若替換后恢復正常，則說明被替換的芯片已壞或性能已下降。做這項工作必須保證備用集成塊是好的，否則會給故障查找帶來麻煩和困難。

2.1.4 使用維修工具查找故障

對本裝置較熟悉的作業人員可以使用維修工具查找故障。常用維修工具至少應包括：示波器1臺，頻率計1臺，數字萬用表1塊，吸錫器1把，接地電烙鐵1把。一般說來，當出現故障時首先應檢查電路板的供電電源是否正常。各路電源應在技術性能規定的范圍內。在使用萬用表測量電壓和使用示波器觀察波形時應特別小心，不要造成線間短路而損壞器件。不可對不同地（相互絕緣）的兩點之間進行測量，否則會得到錯誤的結果。如果已經判斷出焊接的元器件損壞，應使用吸錫設備，然后拆下壞的元器件，裝上好的元器件。

2.2 LKJ監控裝置的常見故障與處理

2.2.1 顯示器不能正常顯示或自檢不正常

顯示器本身是一個獨立的CPU系統（包括數顯和屏顯），如果自檢不正常，多為顯示器本身的問題，如果不能正常顯示，可以檢查另一端的顯示器顯示是否正常，如果顯示也不正常，應懷疑監控記錄插件，否則可能是通訊電纜或顯示器有故障。在實際工作中，如有此類故障出現，我們一般首先要對顯示器和主機的連接情況進行檢查，避免有錯誤出現；然后更換顯示器、監控記錄插件等，保證及時有效的處理故障，促使顯示器能夠恢復正常狀態。

2.2.2 無壓力顯示或壓力顯示不正確

LKJ2000型可以同時引入四路壓力信號，壓力信號是通過壓傳感器將0～1000kP的壓力信號轉換成0～5V的電壓信號，送入模擬量輸入/出插件，處理后送到監控記錄插件的。所以出現這種現象多為壓力傳感器故障、壓力傳感器工作電壓不正常、模擬量輸入/出插件故障所致。針對這種情況，就需要對壓力傳感器的連接情況認真檢查，及時更換出現故障的壓力傳感器和模擬量輸入輸出插件，或者是及時更換壓力傳感器的相關電纜。

2.2.3 無法正常進入LKJ監控狀態

如果不能進入監控狀態，多為輸入的交路號或車站代碼非法或地面數據有問題。如果監控功能不正常，在保證軟件設置正常的情況下，一般為監控記錄插件故障。這種情況一般需檢查所輸入的交路、車站代碼，檢查是否有地面數據，更換監控主機插件。

2.2.4 緊急制動不能動作

監控裝置對列車實施緊急制動時，是向電空閥或停車繼電器送出110V的正電源條件，由電空閥執行對列車實施緊急制動的控制。出現這種故障首先要判斷是監控裝置故障還是機車制動執行機構故障，檢查110V條件是否送入電控閥是判斷是誰故障的關鍵。這種情況一般需緊急制動時，測量電控閥是否得電，得電更換電控閥，否則檢查緊急制動接線，更換數字量輸入/出插件。

3 結論及意義

LKJ2000型監控系統作為列車運行控制系統中重要的一部分，對確保機車安全和提高列車運行能力有十分重要的作用。在諸多因素的影響下，LKJ2000型列車運行監控裝置很容易出現各種問題，對列車安全穩定運行造成了不利影響。上文分析的故障處理方式經過班組日常試驗及研究，在認真做好設備維護工作同時，顯著提高了班組職工對LKJ設備故障處理反應能力。積極查找生產中的設備故障，維持設備性能，減少不必要的經濟損失，保障鐵路運行安全，為今后鐵路交通事業長時間可持續發展創造價值。