LKJ系统设备简要介绍.ppt

LKJ系统设备简要介绍,2019年10月6日,电务处车载科,1,Part2,Part4,LKJ系统设备发展历程,LKJ系统设备构成及功能,LKJ系统设备运用及管理,Part3,LKJ典型故障案例,2019年10月6日,电务处车载科,2,LKJ系统设备发展历程,Part 1,2019年10月6日,3,LKJ定义：,列车运行监控装置（LKJ）是中国铁路列车运行控制系统体系的组成部分，是用于防止列车冒进信号、运行超速事故和辅助机车司机（含动车组司机，下同）提高操纵能力的重要行车设备。LKJ是机车、动车组设备的组成部分。 铁总运2014107号文件,2019年10月6日,4,1.JK-2H型列车运行监控记录装置,列车运行监控记录装置的研究开发始于1990年初，最早得到大规模推广的是JK-2H型列车运行监控记录装置。,2019年10月6日,5,1、JK-2H型列车运行监控记录装置,主机,副机,压力传感器,不增设任何地面设备； 参数预存储。,总体设计思想,解决了距离误差自动校正、 机车轮径磨损时测速系统跟踪调整、 同一线路中多种信号制式和闭塞方式下监控方式的自动转换等。,关键技术,控制模式不断完善； 功能越来越丰富； 监控记录的作用得到加强； 大幅提高了机务部门的管理水平。,推广应用,2019年10月6日,6,推广使用列车运行监控记录装置的效果,“九五”以来和“八五”同期相比， 全路重大安全事故大幅减少。,2019年10月6日,7,LKJ2000型列车运行监控记录装置,LKJ2000型比LKJ-93型和JK-2H型在技术等级、功能、人机界面、性能、可靠性和安全性等方面都有了很大程度的提高。,主机,显示器,2019年10月6日,8,LKJ-15S型列车运行监控记录装置,LKJ-15S系统采用二乘二取二安全计算机，系统安全完整性等级达到国际铁路标准SIL4,主机,显示器,2019年10月6日,9,LKJ系统设备构成及原理,Part 2,10,LKJ设备包括装设于机车、动车组上的主机、人机界面单元（显示器）以及与之配套的速度和压力传感器、信息输入、信息输出和连接设备等。 LKJ相关设备包括装设于机车、动车组上的机车安全信息综合监测装置（TAX装置）、轨道信息接收处理单元（机车信号）、应答器信息接收单元（BTM）、机车语音记录装置、列车运行状态信息系统（LAIS）车载设备、铁路车号自动识别系统(ATIS)机车车号自动识别设备等。 LKJ设备和LKJ相关设备整体构成LKJ系统。,一、LKJ系统设备构成,2019年10月6日,11,LKJ2000主机,运行记录分析软件,线路数据编辑软件,IC卡管理软件,LAIS系统地面软件,其它地面软件,一、LKJ系统设备构成,2019年10月6日,12,一、 LKJ系统设备构成,2019年10月6日,13,一、 LKJ系统设备构成,LKJ设备包括装设于机车、动车组上的主机、人机界面单元（显示器）以及与之配套的速度和压力传感器、信息输入、信息输出和连接设备等。,LKJ2000型主机箱,屏幕显示器,屏幕显示器,连接线缆,信息输出 (双针速度表),压力传感器,速度传感器,2019年10月6日,14,一、 LKJ系统设备构成,机车信号设备,LKJ相关设备,机车电子标签设备,2019年10月6日,15,电源,数字量输入/出,数字量输入,扩展通信,模拟量输入/出,通信,地面信息处理,监控记录,（1）LKJ主机构成,2019年10月6日,16,（1）LKJ主机构成,2019年10月6日,17,监控记录插件作为LKJ2000型监控装置的主机模块，是系统的核心部件。模块以32位微处理器MC68332为CPU，主要完成地面线路数据的存储与调用、运行状态数据的记录与同步、控制模式曲线的计算、实时时钟的产生，通过双路CAN串行总线和VME并行总线实现对系统其它模块的控制与管理。其它模块中带CPU的模块通过CAN网络与主机模块交换数据，而不带CPU的模块通过VME并行总线与主机模块联接。工作主机与热备主机之间的数据交换是通过同步通信实现的。记录用数据存储器与实时时钟器件采用非易失性存储器件，在无需外部电池情况下实现数据的长期可靠保存。记录数据的转储可通过RS232通信接口完成。,系统管理 制动计算 数据记录,监控记录插件,2019年10月6日,18,（1）LKJ主机构成,地面信息处理插件,轨道电路绝缘节检测 轨道电路叠加信息处理,完成轨道电路绝缘节检测，为主机提供距离校正信号；接收并处理轨道电路叠加信息信息。,2019年10月6日,19,（1）LKJ主机构成,通信插件,通信插件提供装置的各种对外串行通讯接口，通讯接口包括2路RS485接口及1路RS422/RS485接口。与监控主机通过内部CAN网络交换数据。,2019年10月6日,20,（1）LKJ主机构成,模拟量输入/出插件,所有模拟量信号输入 双针表驱动信号输出,主要完成模拟输入信号和频率输入信号的调整、隔离、模/数转换及模拟输出信号的数/模转换、隔离及调整输出。模拟输入信号包括：压力信号、电流信号、电压信号以及加速度信号；频率输入信号包括速度信号及柴油机转速信号；模拟输出信号主要是驱动双针速度表实际速度和限制速度的电流信号，以及驱动双针速度表里程计的电压脉冲信号。,2019年10月6日,21,（1）LKJ主机构成,数字量输入插件,完成16机车信号点灯条件输入（50V）的光电隔离与转换，经VME并行总线与监控主机联接，供监控主机读取。,2019年10月6日,22,（1）LKJ主机构成,电源插件,110V电源输入 多路电源输出,系统工作电源取自机车110V电源，将110V电源经过电源板处理，得到所要的电压。具体如下图：,2019年10月6日,23,（1）LKJ主机构成,2019年10月6日,24,（10英寸高亮度彩色液晶屏）,实际速度、限制速度曲线,线路状态信息显示线路 隧道、桥梁、坡度、弯道等,以图形方式显示，更加直观,（2）LKJ屏幕显示器,2019年10月6日,25,（2）LKJ屏幕显示器,2019年10月6日,26,（3）LKJ传感器,压力传感器,速度传感器,2019年10月6日,27,压力传感器,压力传感器可分为A、B、E型，即TQG14A型、TQG14B型、TQG14E型压力传感器。内燃机车需装4个压力传感器，电力机车需装3个压力传感器。,YC1机车列车管压力传感器，主要为检测机车列车管有否压力；YC2机车闸瓦压力传感器，主要为检测机车闸缸有否压力，安装部位由用户自定。YC3、YC4为内燃机车、端均衡风缸压力传感器；电力机车全车只有一个均衡风缸，安装1个均衡风缸压力传感器。,LKJ压力传感器,2019年10月6日,28,速度传感器,目前与监控装置配套的光电速度传感器有DF8、DF16、TQG9、及TQG15四种类型，四种传感器可以互换使用. 这四种产品的基本工作原理都是用一个光源（发光二极管）经随车轮转动的光栅盘变为断续光，致使光接收器中的光敏二极管通断运行，经电路的放大整形后，输出与转速成比例的方波脉冲序列。,速度传感器,V= 3600,2019年10月6日,29,LKJ的功能,LKJ的主要功能,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,30,二、LKJ系统设备功能,只有在列车速度超过安全行车允许的速度时才启动制动设备；当列车速度低于安全行车允许的速度时，监控装置不影响列车的正常运行。,1、LKJ的主要功能之一：监控功能,对机车信号信息进行限速控制，以防止列车越过关闭的信号机；,2019年10月6日,31,防止列车超过线路允许速度、机车允许速度、车辆允许速度及其它允许速度中的最低值；,防止列车超过规定的调车限速；,1、LKJ的主要功能之一：监控功能,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,32,可按揭示命令要求控制列车在规定的施工区段速度不超过临时限速；,可防止列车溜逸运行；,二、LKJ系统设备功能,1、LKJ的主要功能之一：监控功能,2019年10月6日,33,可根据机车信号信息（或地面传输信息）、车载线路数据以及输入的列车运行参数实时计算出速度距离制动模式曲线；,LKJ启动制动设备实施列车制动后，对于紧急制动方式，必须停车后才可缓解；对于常用制动方式，在列车速度低于LKJ设定的速度时，LKJ提供人工缓解条件；,当列车达到报警速度时，监控装置开始报警，若列车速度超过监控装置设定的动作值，即切除牵引动力、实施常用或紧急制动，控制列车减速或停车；,二、LKJ系统设备功能,1、LKJ的主要功能之一：监控功能,2019年10月6日,34,1、LKJ的主要功能之二：记录功能,机车信号,LKJ的限速,列车管压力,运行控制级位,运行速度,时间、地点、变化的数值以及司机的操作等,通过计算机系统和专门开发的软件对这些记录进行整理、检索，实现了对司机日常作业的科学考核和对主要设备质量状态的客观跟踪，促进了司机作业的规范化和操纵水平的提高,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,35,1、LKJ的主要功能之三：显示及语音提示功能,屏幕显示器的显示界面能显示如下信息：,日期和时间； 机车信号信息； 列车运行速度与限速； 前方目标信号机的类别、编号； 距前方信号机距离； 机车所在位置的里程坐标； 监控状态和列车制动状态； 列车最近走过的不少于1km以 内的运行速度值轨迹曲线；,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,36,屏幕显示器的显示界面能显示如下信息：,机车当前位置至前方不少于3km以内的线路允许速度曲线； 运行所在闭塞分区及运行前方闭塞分区模式限制速度曲线；,1、LKJ的主要功能之三：显示及语音提示功能,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,37,以曲线、符号和文字形式，沿线路里程的延展显示机车运行前方不少于3km以内的线路曲线、坡道坡度、道口、桥梁、隧道及车站、信号机、电气化铁路接触网分相标等设置情况。,1、LKJ的主要功能之三：显示及语音提示功能,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,38,监控装置报警； 机车信号变化； 前方限速变化； 动力切除、常用制动或 紧急制动； 允许缓解； 车机联控； 侧线股道或支线的选择； 其他语音提示内容,监控装置屏幕显示器可以进行下列各类信息的声音提示：,1、LKJ的主要功能之三：显示及语音提示功能,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,39,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，为铁路的现代化管理及事故分析提供强有力的工具。,1、LKJ的主要功能之四：记录数据分析处理功能,质量分析,安全分析,运行曲线,全程记录,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,40,2、LKJ的技术特点,列车运行全部线路设施资料预先存储于主机中，不用再地面增设附加设备，节省了设备投资和维护管理费用。 大量线路资料载于车上，不需要复杂的地面至车上的传输环节，稳定可靠。 对于地点特征、特殊要求信息，LKJ设计了接受传输地面信息的接口。,1）车载存储线路参数,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,41,2、LKJ的技术特点,将线路设施固定限速、闭塞指令限速等各种控制要求的限速值沿运行里程形成连续平滑速度模式曲线，最大限度地适应司机正常人工操纵和运行效率的提高，提高了控制精度,2）采用连续平滑速度模式曲线控制,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,42,采用了先进的32位CPU作为系统主机，比前代监控装置具有更高的运行速度、控制精度和更强的数据处理能力。,3）实时计算取得速度控制值,2、LKJ的技术特点,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,电务处车载科,43,做到了全国铁路采用统一的硬件和统一的基本控制软件，对各运行区域的不同线路条件和不同的行车要求，通过写入不同的线路资料和控制参数予以适应，因此适应性强，便于规范管理。,4）控制过程全部采用计算机实现,2、LKJ的技术特点,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,电务处车载科,44,LKJ2000采用模块级主从热备冗余。 采用CAN作为系统内部通信方式进行数据交换，具有高强的检错和纠错能力，传输可靠性大为提高。 系统除满足机车振动、温度等环境的国家标准要求外，其电磁兼容性满足IEC61000标准的三级要求,5）提高可靠性设计,2、LKJ的技术特点,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,45,LKJ2000的故障安全措施较前代作了很大加强。在双机数据处理方面，在速度信号故障、轨道绝缘节识别故障、通信故障等的监测、判断和处理方面均进行了专门设计。,6）提高安全性设计,2、LKJ的技术特点,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,46,LKJ2000型采用10英寸TFT高亮度彩色液晶显示器，以动态图形方式预示运行前方线路的弯度、坡道、桥梁、隧道、道岔以及信号机布置情况，随列车运行滚动显示控制模式限速曲线。,7）采用图形化屏幕显示器,2、LKJ的技术特点,二、LKJ系统设备功能,2019年10月6日,电务处车载科,47,LKJ系统设备运用及管理,Part 3,2019年10月6日,48,1.LKJ系统管理机构,2019年10月6日,电务处车载科,49,2.LKJ基础数据管理,2019年10月6日,50,3.LKJ基础数据编制审批就绪工作流程,2019年10月6日,51,4.LKJ基础数据换装下达工作流程,2019年10月6日,52,根据呼和浩特铁路局列车运行监控装置（LKJ）运用维护管理实施细则（呼铁师2014290号）文件要求： 第67条 “LKJ基础数据”中工务、电务、供电设备技术资料的正确性由建管处或项目建设主管部门、单位，施工单位，设备接管单位负责，并确保提报的LKJ基础数据与变更计划生效时刻的实际设备参数相一致；相关业务处对建管处或项目建设主管部门、单位，施工单位，设备接管单位提报的LKJ基础数据负审核、确认责任，确保LKJ基础数据准确。运输、机务、信息相关技术资料的正确性由相关业务处负责。 第68条 电务处对LKJ基础数据源文件及车载基础数据文件与运行图技术资料“LKJ基础数据”资料的相对应及数据结构负有确认正确责任。 第69条 电务处、机务处对LKJ车载数据文件正确性负有审核、批准的责任。 第70条 电务段、机务段对LKJ车载数据模拟、车载试验结果的准确性负责任。 第71条 局总工程师室对LKJ基础数据负汇集、编辑和发布的责任，确保公布的列车运行图技术资料“LKJ基础数据”章节变化内容与各业务处提报的LKJ基础数据相一致。,5、LKJ基础数据管理责任,2019年10月6日,53,LKJ典型故障案例,Part 4,2019年10月6日,54,涉及LKJ典型事故案例,年月日，由北京开往齐齐哈尔的次运行至哈局管内安达站由于机车乘务员违章超速通过该站造成辆客车颠覆，死亡人，重伤人，轻伤人。 事故发生后，机车信号侧进侧出、正进侧出时机车信号一律改为显示两个黄色灯光，LKJ按相应的侧线允许速度控制列车运行，这就是我们在添乘或登乘机车时看到列车由站内侧线股道发车，地面信号显示绿灯时机车信号也显示两个黄色灯光的来历。其目的是严格约束同站内侧向接发列车的侧向道岔允许速度。,一、2001年4月哈尔滨局安达站旅客列车颠覆事故,2019年10月6日,55,二、2005年上半年3起险性事故和一起大事故, 2005年4月1日10时39分,兰州铁路局嘉峪关机务段DF43659号机车,担当张掖至嘉峪关间83051次货物列车,机车乘务员在张掖车站五道出站信号机关闭的情况下,盲目臆测开车,导致列车走行523米,挤坏44号、24号道岔,在车站值班员呼唤下,于10时42分停车,构成行车险性事故。 LKJ采取的改进措施：降级状态下超过5km/h时周期报警控制功能启用。,2019年10月6日,56, 2005年4月6日20时41分，21113次货物列车(安康机务段SS3B-6017机车牵引) 距五堵门站预告信号机2500m左右，操纵副司机联控后，在输入LKJ侧线股道时错误的将1道输入为3道，发现后采取措施不力，造成列车于21时07分越出一道关闭的出站信号机2m，停于K175+189处。构成货物列车冒进出站信号机险性事故。 LKJ采取的改进措施：机车进入站内司机确认了所进股道后仍可重新选择正确的股道号。,二、2005年上半年3起险性事故和一起大事故,2019年10月6日,57, 2005年5月5日15时47分，2203次旅客列车(西安机务段SS7E 035号机车牵引)到达西安站4道停车。16时52分，单机入库运行至4号道岔处脱轨,构成调车脱轨大事故。 机车出入库始终是机务安全关键之一，因机车进出入库运行中，监控装置、自停、机车信号都不起作用，也不在车机联控、调车联控的范围内。现在对进出库