LKJ-2000型列車運(yùn)行監(jiān)控裝置記錄原理分析

1、LKJ-2000型列車運(yùn)行監(jiān)控裝置記錄原理分析學(xué) 生 姓 名： 黨 摘 要本論文對(duì)LKJ-2000列車運(yùn)行控制記錄裝置原理分析進(jìn)行了闡述，以便于更深刻的理解其作用過程，掌握其使用方法。LKJ2000型列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置是在LKJ-93型監(jiān)控裝置廣泛應(yīng)用的根底上，借鑒國(guó)內(nèi)外ATP及ATC先進(jìn)技術(shù)而研究開發(fā)的新一代列車超速防護(hù)設(shè)備，監(jiān)控紀(jì)錄系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)集成控制系統(tǒng)，它可將對(duì)闊車機(jī)車調(diào)車進(jìn)路的開放、調(diào)車作業(yè)單、調(diào)車限制條件等信息通過無線信道傳遞到調(diào)車機(jī)車上，實(shí)現(xiàn)調(diào)車信號(hào)、調(diào)車進(jìn)路及作業(yè)單等信息在機(jī)車上的實(shí)時(shí)顯示，并結(jié)合LKJ2000型列車運(yùn)行監(jiān)控紀(jì)錄裝置紀(jì)錄調(diào)車作業(yè)平安防護(hù)信息和作業(yè)數(shù)據(jù)。它不

2、僅能有效地防止調(diào)車作業(yè)中冒進(jìn)調(diào)車信號(hào)、沖撞存留車輛、撞土擋和車列超速造成的事故，而且還可以通過系統(tǒng)紀(jì)錄的歷史數(shù)據(jù)，分析事故原因，為平安管理提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：列車運(yùn)行控制，無線調(diào)度 ；記錄裝置；機(jī)車信號(hào)裝置目 錄摘 要I引 言11 無線調(diào)度 2單雙工兼容制列車無線調(diào)度 系統(tǒng)概述2通信方式2雙公制的信道頻率選擇3車臺(tái)的追蹤接收與信道掃描4為了實(shí)現(xiàn)追蹤接收，車臺(tái)必須具備以下兩個(gè)功能；5電臺(tái)的呼叫和控制信令62監(jiān)控裝置73.1 LKJ-93A型列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置7裝置的原理7車載設(shè)備7地面設(shè)備7根本工作原理7工作特點(diǎn)83.2 LKJ-2000型列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置83.2.1 裝置的應(yīng)用范圍93.2

3、.2 LKJ-2000的主要特點(diǎn)93.2.3 LKJ-2000弄監(jiān)控記錄裝置的主要功能103.2.4 LKJ-2000型監(jiān)控記錄裝置的技術(shù)特點(diǎn)113機(jī)車信號(hào)裝置14機(jī)車信號(hào)分類14按機(jī)車接收地面信息的時(shí)機(jī)分14按機(jī)車接收地面信息的特征分14按是否有超速防護(hù)功能分14機(jī)車信號(hào)的主體化14機(jī)車信號(hào)的開展154 列車控制運(yùn)行控制系統(tǒng)16從列車自動(dòng)停車到列車超速防護(hù)16制動(dòng)164.2.1 ATP的根本概念164.2.2 ATP的功能17點(diǎn)式和連續(xù)式ATP17列車制動(dòng)控制模式分為分級(jí)制動(dòng)模式和一級(jí)制動(dòng)模式18分級(jí)制動(dòng)18一級(jí)制動(dòng)195 LKJ2000型監(jiān)控裝置205.1 LKJ2000監(jiān)控裝置功能簡(jiǎn)介2

4、0系統(tǒng)構(gòu)成及說明20主機(jī)內(nèi)各插件主要功能21監(jiān)控記錄插件21地面信息處理插件21通訊插件21模擬量輸入/出插件21數(shù)字量輸入插件22數(shù)字量輸入/出插件22電源插件22結(jié) 論23致 謝24參考文獻(xiàn)25引 言當(dāng)一列列火車穿梭在祖國(guó)的大江南北，當(dāng)你坐在溫暖舒適的車廂里馳騁在神州大地，當(dāng)你切實(shí)地感覺到鐵路大提速的利益時(shí)，你有否想過，是什么保證了列車的快速和平安呢? 這離不開機(jī)車的三項(xiàng)設(shè)備。如果我們把列車比喻為一條巨龍的話，那么三項(xiàng)設(shè)備就是它的眼睛、耳朵和大腦。機(jī)車的眼睛就是機(jī)車信號(hào)。它的作用是自動(dòng)反映前方地面信號(hào)，指示司機(jī)運(yùn)行，保障行車平安。機(jī)車的眼睛是怎么看信號(hào)呢?機(jī)車裝有感應(yīng)器線圈，地&

5、#183;面設(shè)有軌道電路。當(dāng)機(jī)車靠近地面的信號(hào)機(jī)時(shí)，感應(yīng)器線圈接收到地面信號(hào)，再通過機(jī)車上的譯碼器、濾波器、放大器等設(shè)備的處理，就把前方的信號(hào)準(zhǔn)確地接收到了機(jī)車上。其實(shí)信號(hào)的傳遞方式有好多種，如：電氣接觸式、光電式、紅外線式、電磁感應(yīng)式等，我國(guó)目前根本上都采用電磁感應(yīng)式。為了適應(yīng)更高科技的要求，我國(guó)近年來機(jī)車信號(hào)技術(shù)開展主要集中在微機(jī)通用式機(jī)車信號(hào)方面。機(jī)車有了這個(gè)特殊的眼睛，我們就再也不怕在雨霧天氣和彎路地帶行車?yán)?在機(jī)車上還設(shè)有無線調(diào)度 ，這就是機(jī)車的耳朵。它加強(qiáng)了車、車站和調(diào)  度之間的聯(lián)系，使司機(jī)隨時(shí)都可以掌握線路情況。在我國(guó)主要采用單雙工兼容制無線列調(diào)，所謂的單雙

6、工兼容是指可以同時(shí)使用同頻單工或異頻雙工通話。即機(jī)車上的話機(jī)同時(shí)具有150(或457)MHz(單工)和160(或467)MHZ(雙工)的接收頻道。機(jī)車上有了這個(gè)耳朵，大大減少了事故的發(fā)生，特別是實(shí)行車機(jī)聯(lián)控以來，更有效地保證了行車平安，加速了機(jī)車的周轉(zhuǎn)運(yùn)用，為全路提速打下了扎實(shí)的根底。1 無線調(diào)度 單雙工兼容制列車無線調(diào)度 系統(tǒng)的主要設(shè)備為：TW-12型或TW-42型電臺(tái)包括站臺(tái)和車臺(tái)、車長(zhǎng)便攜臺(tái)、調(diào)度總機(jī)、有線分機(jī)、洞口汲洞內(nèi)中繼器等。系統(tǒng)采用有線-無線相結(jié)合的方式，沿鐵路線構(gòu)成帶狀通信區(qū)域。調(diào)度總機(jī)通過四線制有線電路連接各車站有線分機(jī)，再利用有線分機(jī)控制站臺(tái)和車臺(tái)建立通信，這樣可構(gòu)成調(diào)度員

7、、車站值班員、機(jī)車司機(jī)的“大三角通信，調(diào)度員和機(jī)車司機(jī)間為雙工通信。在調(diào)度員不使用站臺(tái)時(shí)，站臺(tái)、車臺(tái)、便攜臺(tái)假設(shè)是山區(qū)多隧道的弱電場(chǎng)區(qū)段，需利用洞口、洞內(nèi)中繼器，可構(gòu)成車站值班員、機(jī)車司機(jī)、車長(zhǎng)的“小三角通信，其通信方式平原地區(qū)為同頻單工，弱電場(chǎng)區(qū)段為異頻單工。雙工制的優(yōu)點(diǎn)是使用方便；通信質(zhì)量高；有利于實(shí)現(xiàn)弱電場(chǎng)傳輸和中繼傳輸。同頻單工制的優(yōu)點(diǎn)是組網(wǎng)靈活方便；容易實(shí)現(xiàn)小區(qū)域內(nèi)的多角通信。單雙工兼容制將雙工制、單工制的優(yōu)點(diǎn)融為一體，比同頻單工制更能滿足干線列車調(diào)度 系統(tǒng)的使用要求。單雙工兼空制列車無線調(diào)度 系統(tǒng)通信方式歸納為表11。表中車站值班員與機(jī)車司機(jī)的雙工通信方式只有TW-12型電臺(tái)具備。

8、表中的異頻單工通信方式，實(shí)際上是將車站臺(tái)作為中繼轉(zhuǎn)信臺(tái)來實(shí)現(xiàn)的。作為中繼傳信臺(tái)的站臺(tái)值班員拿起 能聽到雙方通話，必要時(shí)也能插入通話。 表11 單雙工兼容制列車無線調(diào)度 通信方式通信對(duì)象通信方式平原地區(qū)山區(qū)多隧道地區(qū)調(diào)度員司機(jī)雙工雙工車站值班員司機(jī)雙工或同頻單工雙工或異頻單工車站值班員車長(zhǎng)同頻單工異頻單工車站值班員鄰站值班員同頻單工同頻單工司機(jī)司機(jī)同頻單工異頻單工司機(jī)車長(zhǎng)同頻單工異頻單工車長(zhǎng)車長(zhǎng)同頻單工異頻單工此外，TW-12電臺(tái)還設(shè)有緊急狀態(tài)通信方式，站臺(tái)、車臺(tái)控制盒上的“隧道按鍵兼作“緊急按鍵，按下“隧道或“隧道及其它有關(guān)按鍵可切斷站臺(tái)的原有單、雙工通信狀態(tài)，進(jìn)入異頻單工緊急通信方式，用于通

9、報(bào)危急險(xiǎn)情，一般情況下不輕易使用。調(diào)度員呼叫司機(jī)可采用全呼或選站呼方式，所謂全呼就是調(diào)度員啟動(dòng)全部站臺(tái)，所有站臺(tái)均發(fā)出5s呼叫司機(jī)信號(hào)，5s后調(diào)度員用話音呼叫欲與通話的司機(jī)，被呼司機(jī)一摘下手持送話器應(yīng)答，就占用與之相距最近的站臺(tái)，構(gòu)成與調(diào)度員的雙工通話，其它站臺(tái)在呼叫信號(hào)停發(fā)9s后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為守候狀態(tài)。所謂選站呼就是調(diào)度員選呼與司機(jī)相距最近的一個(gè)站臺(tái)，利用該站臺(tái)發(fā)出5s呼叫司機(jī)信號(hào)，5s后與全呼過程相同、可見全呼要占用調(diào)度區(qū)段內(nèi)的全部站臺(tái)一段時(shí)間約14s，同時(shí)對(duì)調(diào)度區(qū)段內(nèi)的所有不通話司機(jī)形成一次干擾，相比之下，選站呼比較合理。調(diào)度員發(fā)“通告是一種特殊的通信方式，此時(shí)調(diào)度員也是啟動(dòng)調(diào)度區(qū)段內(nèi)的全部

10、站臺(tái)，發(fā)5s呼叫司機(jī)信號(hào)，以后每隔4s重發(fā)0.5s呼叫信號(hào),讓全部站臺(tái)保持發(fā)射狀態(tài),調(diào)度員向管內(nèi)全部司機(jī)發(fā)出調(diào)度命令，司機(jī)不必摘機(jī)就能聽到通告，直至通告結(jié)束，在接收通告期間，機(jī)車臺(tái)的任何操作均無效。其它通信方式的建立也是采用“群呼與話音呼喚相結(jié)合的呼叫方式。雙公制信道頻率的選擇必須遵守以下規(guī)定:移動(dòng)通信的的頻道間隔為24KHZ，信道頻率尾數(shù)應(yīng)為00，25，50，75。雙工收發(fā)頻率間隔：150MHZ頻段不于小5。7MHZ，450MHZ，頻段不小于10MHZ，900MHZ頻段不小于45MHZ。上行移動(dòng)臺(tái)對(duì)基站臺(tái)頻率發(fā)低收高:下行(基站臺(tái)對(duì)移動(dòng)臺(tái))步率發(fā)高收低。為了克服同頻率復(fù)用造成的干擾，應(yīng)保證做

11、到在通信范圍內(nèi)任一點(diǎn)同一頻率的有用信號(hào)與無用信號(hào)之比必須大于8DB，據(jù)此通過理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)證明，同頻復(fù)用距離 站臺(tái)作用距離的4-6倍時(shí)，才不會(huì)造成同頻干擾，如站臺(tái)作用距離為8km，信道頻率為f1，為了克服同頻干擾，f1復(fù)用距離為48km左右，如圖4-1-2所示，從圖中看出，同頻復(fù)用兩站臺(tái)之間還有32km的場(chǎng)強(qiáng)空白區(qū)，至少應(yīng)插入兩個(gè)其它信道頻f2、f3工作的電臺(tái)，至少應(yīng)插入兩個(gè)用其它信道頻率交替配置，f1、f2、f3、f1實(shí)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)連續(xù)覆蓋，同時(shí)克服了同頻發(fā)射造成的干擾，移動(dòng)的機(jī)車臺(tái)在不同的區(qū)間接收頻率分別為：f1、f2、f3而發(fā)射頻率只有一個(gè)為f，供所有的站臺(tái)接收，總共需要四個(gè)信道頻率稱為一個(gè)四

12、頻組。四頻組內(nèi)的4個(gè)信道頻率應(yīng)按照無三階互調(diào)的原那么來選擇。TW-12型電臺(tái)是工作在15MHZ頻段的單雙工兼容調(diào)頻電臺(tái)TW-42型電臺(tái)是工作在450MHZ頻段的單雙工兼容調(diào)頻電臺(tái)，在電氣化鐵路上表，450MHZ頻段化，150MHZ頻段抗干擾性好，TW-42型電臺(tái)根據(jù)上述規(guī)定選擇了4個(gè)四頻組，四頻組的轉(zhuǎn)換通過電臺(tái)內(nèi)的開關(guān)手動(dòng)控制。上述四頻組中假設(shè)是異頻單工通信，站臺(tái)發(fā)f2收f4，車臺(tái)收f2發(fā)f4，假設(shè)是同頻單工通信，站臺(tái)，車臺(tái)發(fā)，收均為f4。車臺(tái)隨著機(jī)車的運(yùn)行，接收頻率不斷改變，這就要求車臺(tái)有追蹤接收的功能，否那么司機(jī)與調(diào)度員的通信話就會(huì)中斷，圖4-1-3為車臺(tái)追蹤接收示意圖，機(jī)車由A站向B站運(yùn)

13、行，當(dāng)機(jī)車運(yùn)行在AC區(qū)間時(shí)，假設(shè)機(jī)車司機(jī)與調(diào)度員在通話，車臺(tái)會(huì)發(fā)出導(dǎo)音頻T1151、4HZ站臺(tái)A接收到T1信號(hào)通過有線分機(jī)調(diào)解，送出控制信號(hào)使站臺(tái)A維持常發(fā)f1雙工工作狀態(tài)，當(dāng)機(jī)車運(yùn)行到C點(diǎn)之外CB區(qū)間站臺(tái)A發(fā)射的f1場(chǎng)強(qiáng)已低于車臺(tái)信號(hào)型靜躁電路開始調(diào)用追蹤子程序，并開始追蹤2-4UV低放電路被鎖閉，車臺(tái)微機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)鎖閉信號(hào)開始調(diào)用追蹤程序，并開始追蹤計(jì)時(shí)，經(jīng)過1.2s后，假設(shè)檢查低放仍為鎖閉狀態(tài)，說明車臺(tái)已在站臺(tái)A的f1頻率作用距離之外，車臺(tái)停發(fā)導(dǎo)音頻了，啟動(dòng)發(fā)射導(dǎo)頻T2162、2HZ并掃描接收f2時(shí)間1.2s，假設(shè)在1.2時(shí)間內(nèi)收到f2頻率信號(hào)，并能使低放電路解鎖并維持0.5s以上，說

14、明已進(jìn)入站以進(jìn)入站臺(tái)B的作用距離內(nèi)，且f2的信號(hào)已超過靜躁開啟門限，能可靠接收，此時(shí)車臺(tái)長(zhǎng)發(fā)導(dǎo)間頻T2，以鎖定站臺(tái)B常發(fā)f2而處于雙工工作狀態(tài)，調(diào)度員人話音從站臺(tái)B發(fā)出，保持了通話的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)了追蹤接收，站臺(tái)A因T停發(fā)而自動(dòng)關(guān)斷發(fā)射機(jī)，在追蹤接收過程中從f1的中斷到f2的可靠接收，至少需間隔1.7s但對(duì)通話不會(huì)產(chǎn)生明顯影響，不注意甚至不會(huì)感覺到通話的中斷。假設(shè)B站臺(tái)發(fā)射頻率為f3，車臺(tái)經(jīng)1.2S掃描沒有接收到f2后就停止發(fā)射導(dǎo)音頻T，改發(fā)導(dǎo)間頻T3173、8HZ并自動(dòng)轉(zhuǎn)為接收f3頻率，經(jīng)過0.5s可靠收入，確認(rèn)B站臺(tái)發(fā)射頻率隊(duì)f3重新建立通話，此時(shí)通話中斷時(shí)間最長(zhǎng)為：2.9s。1.5為了實(shí)現(xiàn)

15、追蹤接收，車臺(tái)必須具備以下兩個(gè)功能；一旦車臺(tái)接收的信號(hào)低于靜躁開啟門限1.2s后，車臺(tái)具備對(duì)f1 f2 f3三個(gè)頻率的自動(dòng)掃描接收功能，以尋找符合接收條件新信道頻率，雙工掃描時(shí)每個(gè)頻率的掃描接收時(shí)間均為1.2s。在雙工工作時(shí)，站臺(tái)發(fā)射機(jī)的啟動(dòng)和維持工作是由車臺(tái)發(fā)射的導(dǎo)音頻控制，對(duì)應(yīng)于站如的三個(gè)發(fā)射頻率，車臺(tái)應(yīng)能發(fā)射三個(gè)導(dǎo)音T1=151.4HZ，T2=162.2HZ，T3=173.8hz，導(dǎo)音頻被站臺(tái)接收后，低于話音低率300HZ，可用濾波器消除，不會(huì)干擾通話的正常進(jìn)行。由于車臺(tái)是單、雙工兼容，既要接收單工呼叫信號(hào)，又要接收雙工呼叫信號(hào)，所以車臺(tái)處于值班守狀態(tài)時(shí)，要執(zhí)行等待掃描程序，各頻率的掃描

16、接收時(shí)間見表1-1-2。等待掃描時(shí)間表1-1-2信道F1F2F4F3F1F4F2F3F4時(shí)間s從表1-1-2中可看出同頻單工信道f1的掃描間隔時(shí)間為1.8秒，雙工信道f1、f2、f3掃描間隔時(shí)間最長(zhǎng)為3.0s而站如呼叫信號(hào)發(fā)出時(shí)間為5s，所以不管那個(gè)信道，只要發(fā)出呼叫，在5s內(nèi)車臺(tái)都可以掃描接收到。在列車無線調(diào)度 系統(tǒng)中，調(diào)度員具有通話優(yōu)先權(quán)，也就是調(diào)度員能中斷車站值班員司機(jī)、車長(zhǎng)之間的通話，建立自已與司機(jī)間的通話，反映在通信方式上就是雙工優(yōu)先功能，這就要求車臺(tái)在建立單工通信后，仍能對(duì)雙工信道進(jìn)行掃描接收監(jiān)視，掃描時(shí)間每個(gè)雙工信道頻率均有1.2s，只要接收機(jī)一接收到調(diào)度呼盡忠盡職，車臺(tái)的“雙工

17、燈亮“調(diào)度燈閃亮7s，揚(yáng)聲器中能聽到調(diào)度員呼叫，假設(shè)是被呼司機(jī)按下“調(diào)度按鍵，就切斷了原有單工通信，與調(diào)度員建立雙工通信，假設(shè)不是被呼司機(jī)，不必按下“調(diào)度按鍵，7s后，調(diào)度燈“滅保持原單工通話狀態(tài)。電臺(tái)采用群呼與話音呼叫相結(jié)合的呼叫方式。站臺(tái)、車臺(tái)之間的呼叫接通過程如下，某一主呼用戶站臺(tái)或車臺(tái)呼叫某一值班電臺(tái)車臺(tái)或站臺(tái)時(shí)，主呼用戶取下控制盒上的送受話器或手持送話器，按下控制盒上相應(yīng)頻率的呼叫按鈕，發(fā)出相應(yīng)頻率的調(diào)制的呼叫信號(hào)，當(dāng)松開按鈕后，主呼電臺(tái)處于接收狀態(tài)，呼叫信號(hào)發(fā)出后，在主呼電臺(tái)有效通信距離范圍內(nèi)的所有值班電臺(tái)均可到收呼叫信號(hào)，其中接收頻率與呼叫信號(hào)，直至呼叫信號(hào)結(jié)束，接著被呼叫開的全

18、部值班電臺(tái)自動(dòng)轉(zhuǎn)為發(fā)送狀態(tài)，向外發(fā)回鈴信號(hào)TW-43型電臺(tái)不發(fā)回鈴信號(hào)告知主呼電臺(tái)，已有值班電臺(tái)被呼叫開，發(fā)送回鈴信號(hào)結(jié)束后被呼叫開的值班電臺(tái)又自動(dòng)轉(zhuǎn)為接收狀態(tài)，等待接收主呼電臺(tái)的話音呼叫，由于主呼叫電臺(tái)發(fā)送完呼叫信號(hào)后即處于接收狀態(tài)，所以主呼叫用戶可聽到回鈴信號(hào)，知道已有值班電臺(tái)被呼叫開，但是這個(gè)被呼叫開的值班電臺(tái)是不是所欲通話的電臺(tái)主呼用戶口無法判斷，此時(shí)主呼用戶在因鈴信號(hào)結(jié)束呼喚所需通話電臺(tái)，呼喚完畢，松開發(fā)話按鈕，主呼電臺(tái)又轉(zhuǎn)為接收狀態(tài)，所以被呼叫開的值班電臺(tái)均能聽到主呼電臺(tái)的呼叫話音，被呼者摘下送受器按下發(fā)話按鈕，單工方式時(shí)與主呼用戶通話，不是被呼電臺(tái)，只要不摘下送受話器，5-9s后

19、自動(dòng)恢復(fù)，到值班狀態(tài)，揚(yáng)聲器中不會(huì)聽到通話電臺(tái)的話音。呼叫信令用以下不同性質(zhì)用戶的呼叫，控制信令用以實(shí)現(xiàn)電臺(tái)的跟蹤，控發(fā)、轉(zhuǎn)接功能、呼叫信令和控制信令保證了通信迅速建立和可靠傳輸。T-W-12型和TW-42型電臺(tái)的呼叫和控制信令都是模擬信令，采用了頻或亞音頻。除去上述兩種類型信令外，TW-12型和 TW-42型電臺(tái)的回鈴信號(hào)頻率為415HZ，發(fā)送時(shí)間這0.5s，而所有呼叫信號(hào)的發(fā)送時(shí)間均有5s。有了上述根底知識(shí)后，就可以進(jìn)一步加深對(duì)單雙工兼容制列車無線調(diào)度 系統(tǒng)的理解，調(diào)度員通過站臺(tái)A與機(jī)車1司機(jī)建立雙工通信，機(jī)車2司機(jī)與B站值班員，機(jī)車3司機(jī)建立同頻單工通信，C站值班員利用洞口維器1和洞內(nèi)中

20、繼11與隧道內(nèi)機(jī)車4司機(jī)建立異頻單工通信，機(jī)車5司機(jī)與機(jī)車4司車可將C站作為中繼轉(zhuǎn)信臺(tái)，利用C站站臺(tái)中繼轉(zhuǎn)信實(shí)現(xiàn)異頻單工通信，與車長(zhǎng)的通信方式，讀者可自行分析，在明確系統(tǒng)通信方式的同時(shí)，一定要注意圖中單、雙工信道頻率的使用。2監(jiān)控裝置3.1 LKJ-93A型列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置裝置的原理早期國(guó)內(nèi)機(jī)車安裝了三大件，即無線列調(diào)、機(jī)車信號(hào)與自動(dòng)停車裝置，其中自動(dòng)停車裝置的使用，對(duì)于防止事故的發(fā)生起了較在的作用。但其局限性較多，如信號(hào)故障時(shí)容易失靈、缺少速度分析，不能記錄等。隨著能微機(jī)技術(shù)的推廣和應(yīng)用，列車自停裝置有了一個(gè)較大的革命，出現(xiàn)了列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置，俗稱“黑匣子，如LKJ-93A型列車運(yùn)行

21、監(jiān)控記錄裝置。與原有的自停裝置ZTL相比，監(jiān)控裝置引入了速度與距離的概念，并把線路及運(yùn)行的有關(guān)參數(shù)如坡道、信號(hào)機(jī)間距離、計(jì)長(zhǎng)/輛數(shù)、客/貨等引入到裝置內(nèi)，使裝置能較準(zhǔn)確地計(jì)算列車所處的位置和距前方信號(hào)機(jī)的距離。在綜合分析信號(hào)、距離、線路參數(shù)、列車制動(dòng)情況的根底上，裝置實(shí)時(shí)地計(jì)算出允許運(yùn)行的速度限制速度，這既保證列車能充分發(fā)揮運(yùn)行效率，又能防止列車超速及保證紅燈前停車。此外，裝置的記錄功能還為列車運(yùn)行的情況提供可靠的復(fù)示手段，有利于機(jī)務(wù)的管理現(xiàn)代化和乘務(wù)員操作技能的提高。LKJ-93A型機(jī)車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置是目前國(guó)內(nèi)使用的產(chǎn)口哨 之一，能有效地防止“兩冒一超，適用各種內(nèi)燃、電力機(jī)車等各種制式。車

22、載設(shè)備監(jiān)控主機(jī)一臺(tái)，完成監(jiān)控記錄功能。顯示器兩臺(tái)，用來輸入數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)、語音提示，兩操縱臺(tái)各有一臺(tái)。副臺(tái)按鈕兩個(gè)，供副司機(jī)解鎖用，兩操縱臺(tái)各一只。列車管壓力傳感器一個(gè)。速度傳感器。地面設(shè)備轉(zhuǎn)儲(chǔ)器一個(gè)，從機(jī)車上取數(shù)據(jù)用。微機(jī)及地面軟件一套，分析打印運(yùn)行數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)、處理、繪制操縱曲線，再現(xiàn)列車運(yùn)行過程。根本工作原理LKJ-93A型機(jī)車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置的工作原理是：首先在地面微機(jī)計(jì)算機(jī)上運(yùn)用地面開發(fā)軟件把區(qū)間線路參數(shù)諸如公里標(biāo)、信號(hào)上碼點(diǎn)位置、車站位置、線路坡度、線路線速、線路分支等數(shù)據(jù)輸入、修改、編譯成二進(jìn)制目標(biāo)碼，然后用編程器把二進(jìn)制的形式參數(shù)寫入EPROM型存諸器中，完成對(duì)地面參數(shù)的固化工作

23、。在列車運(yùn)行時(shí)，LKJ-93A裝置的計(jì)算機(jī)部件來測(cè)定機(jī)車速度、機(jī)車信號(hào)狀態(tài)及機(jī)車設(shè)備狀態(tài)，并調(diào)出存儲(chǔ)器中預(yù)先存好的線路參數(shù)，計(jì)算出列車距前高精度面信號(hào)機(jī)距離，再考慮當(dāng)時(shí)地面信號(hào)、機(jī)車設(shè)備狀態(tài)，計(jì)算出列車的限制速度，監(jiān)控列車的運(yùn)行。及時(shí)以顯示字符和簡(jiǎn)明扼要的語音提示通知乘務(wù)人員采取措施。當(dāng)確認(rèn)列車應(yīng)進(jìn)入停車狀態(tài)而乘務(wù)人員沒有采取相應(yīng)措施時(shí)，立即啟動(dòng)緊急制動(dòng)閥，將列車停住，防止可能發(fā)生的事故。工作特點(diǎn)車載模式不受地面設(shè)備約束。同時(shí)具有監(jiān)控、記錄、ZTL功能，監(jiān)控、記錄由兩個(gè)獨(dú)立的CPU完成，互不影響。具有故障倒向平安措施。絕緣節(jié)自動(dòng)校正距離。輪徑自動(dòng)磨損修正?？辙D(zhuǎn)/滑行誤差過濾，防止誤排風(fēng)。斷電1

24、0s保護(hù)。自檢功能10s。語音提示。測(cè)距功能。自帶日歷時(shí)鐘關(guān)機(jī)不受影響3.2 LKJ-2000型列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置隨著鐵路列車運(yùn)行速度的不斷提高及運(yùn)行密度的進(jìn)一步加大，客、貨運(yùn)輸對(duì)行車平安裝備在功能、可靠性及平安性等方面的要求越來越高，現(xiàn)有的平安監(jiān)控設(shè)備在一定程度上已不能滿足鐵路運(yùn)輸?shù)男枰Ｒ虼嗽阼F道部科教司、運(yùn)輸局的領(lǐng)導(dǎo)下，由河南思維自動(dòng)化設(shè)備、株洲電力機(jī)車研究所及北方交通大學(xué)聯(lián)合研制了新型列車超速防護(hù)設(shè)備LKJ-2000型列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置。該裝置是在JK-2H、LKJ-93型列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置的成功應(yīng)用根底上，借鑒國(guó)外先進(jìn)的ATP及ATC技術(shù)，采用了先進(jìn)的32位微處理器技術(shù)、數(shù)字信

25、號(hào)處理技術(shù)，集中全路速度監(jiān)控裝置的主技術(shù)力量研制而成的。裝置不僅可以有效防止“兩冒一超等事故的發(fā)生、記錄列車運(yùn)行及乘務(wù)員操作等狀況，并且采用雙機(jī)熱備冗余工作方式，工作性能更加可靠；裝置采用大屏幕顯示器，以圖形、曲線、文字等方式顯示前方線路狀況、運(yùn)行情況等信息，功能更為強(qiáng)大。 裝置的應(yīng)用范圍LKJ-2000型監(jiān)控記錄裝置適合各型電力機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車；適應(yīng)自動(dòng)和半自動(dòng)閉塞方式，并能適應(yīng)各種信號(hào)制式，包括移頻含18信息移頻、交流計(jì)數(shù)、UM-71、極頻等。裝置既適合運(yùn)行于不同速度等級(jí)的線路的各型旅客列車包括動(dòng)車組及貨物列車，也適合于調(diào)車機(jī)車。裝置的軟件具有通用性，不同的用戶可通過面向用哀慟的軟件參數(shù)調(diào)整

26、來滿足不同的運(yùn)行情況。 LKJ-2000的主要特點(diǎn)裝置的根本工作方式是將運(yùn)行全程線路的參數(shù)事先存儲(chǔ)于主機(jī)中，作為監(jiān)控工作的依據(jù)，并能夠與地面信息交換，采用車載或車載數(shù)據(jù)與地面信息相結(jié)合的控制模式。系統(tǒng)采用雙機(jī)主從熱備冗余方式模塊及冗余，在工作機(jī)出現(xiàn)故障的情況下，自動(dòng)切換到熱備機(jī)工作，當(dāng)任意一個(gè)單元或通道出現(xiàn)故障的情況下，自動(dòng)啟用備用的單元或通道，大大提高了工作可靠性。采用先進(jìn)的32位微處理MC68332作為系統(tǒng)CPU，具有較高的執(zhí)行速度、控制精度、較高的穩(wěn)定性和很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。采用控制局域網(wǎng)CAN作為系統(tǒng)內(nèi)部通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、CAN總線器件本身帶CRC校驗(yàn)功能，具有高強(qiáng)的檢錯(cuò)與容錯(cuò)難力

27、，使傳輸可靠性進(jìn)一步提高。監(jiān)控功能的制動(dòng)模式限速曲線采用實(shí)時(shí)計(jì)算，并考慮客/貨車，制動(dòng)機(jī)種類、線路坡度等因素對(duì)制動(dòng)距離的影響，使制動(dòng)距離盡量接近實(shí)際。對(duì)故障導(dǎo)向的平安措施作了較多的考慮。對(duì)速度信息故障、機(jī)車信號(hào)信息故障、過絕緣節(jié)校正故障、通信故障等都有具體的處理。采用10英寸TFT高亮度液晶顯示屏也可選用數(shù)碼顯示器作為顯示界面，以圖形的方式預(yù)示前方的橋隧、坡度、曲線、車站、道岔、線路限速、優(yōu)化操縱曲線的情況，使裝置與司機(jī)之間更好地交換信息。具備大容量的IC卡讀寫功能，能夠解決對(duì)乘務(wù)員的參數(shù)輸入，臨時(shí)限速的控制，大交路大輪乘文件的轉(zhuǎn)儲(chǔ)困難等問題。具備列車事故狀態(tài)記錄器黑匣子，可以詳細(xì)記錄事故前3

28、0min的內(nèi)容，結(jié)構(gòu)合理，不易損壞。在系統(tǒng)內(nèi)比LKJ-93型多安裝了機(jī)車閘缸壓力傳感器，可以記錄和檢查機(jī)車小閘使用情況。采用6U標(biāo)準(zhǔn)插件及機(jī)箱結(jié)構(gòu)，具有靈活、維修方便等特點(diǎn)。系統(tǒng)電磁兼容性滿足IEC61000標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)要求，抗干擾能力強(qiáng)，工作可靠性強(qiáng)。 LKJ-2000弄監(jiān)控記錄裝置的主要功能.1監(jiān)控功能防止列車越過關(guān)閉的地面信號(hào)機(jī)。防止列車超過線路或道岔允許速度及機(jī)車、車輛允許的構(gòu)造速度。防止機(jī)車以高于規(guī)定的限制速度進(jìn)行調(diào)車作業(yè)。列車停車情況下，防止列車溜逸?？砂戳熊囘\(yùn)行揭示要求控制列車不超過臨時(shí)限速。.2記錄功能開/關(guān)機(jī)時(shí)相關(guān)參數(shù)記錄。乘務(wù)員輸入?yún)?shù)或IC卡輸入記錄。運(yùn)行參數(shù)記錄。事故狀態(tài)記

29、錄。插件故障記錄。.3顯示功能以數(shù)字或圖形方式顯示顯示列車運(yùn)行的實(shí)際速度及限制速度或目標(biāo)速度。顯示距前方信號(hào)機(jī)距離及前方信號(hào)機(jī)種類。顯示運(yùn)行線路狀況。顯示機(jī)車優(yōu)化操縱曲線。其他運(yùn)行參數(shù)的顯示。.4地面分析功能將車載記錄的列車運(yùn)行數(shù)據(jù)經(jīng)過翻譯、整理，以直觀的全程記錄、運(yùn)行曲線、各種報(bào)表等形式再現(xiàn)列車運(yùn)行全過程，為機(jī)務(wù)的現(xiàn)代化管理及事故分析提供強(qiáng)有力的工具。 LKJ-2000型監(jiān)控記錄裝置的技術(shù)特點(diǎn).1系統(tǒng)主處理器系統(tǒng)CPU采用MOTOROLA公司生產(chǎn)的先進(jìn)的32位微處理器MC68332，其特點(diǎn)為：其內(nèi)部數(shù)據(jù)處理能力達(dá)32位外部數(shù)據(jù)總線寬度為16位，具有16M字節(jié)的尋址空間，無需擴(kuò)充地址總線即可滿

30、足尋址要求。最高可達(dá)25MHz的工作頻率，加上其流水線工作方式，使得其處理速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的微處理器，復(fù)雜的制動(dòng)計(jì)算因而變得快速而準(zhǔn)確。其內(nèi)置異步和同步通信接口、內(nèi)部RMA以及內(nèi)部片選邏輯功能大大簡(jiǎn)化了外圍電路的設(shè)計(jì)，特別是它的內(nèi)部定時(shí)處理器單元TPU可以脫離CPU獨(dú)立工作，以相當(dāng)高的分辨率專門處理16路輸入/輸出通道，一方面大大減輕了CPU的負(fù)擔(dān)，中一方面提高了速度、距離及轉(zhuǎn)速等參數(shù)的測(cè)量精度。MC68332的高速通道的分辨率為0.2us是8097的10倍。MC68332微處理器內(nèi)部故障檢測(cè)功能及故障處理功能也提高了裝置工作的可靠性及平安性。.2系統(tǒng)冗余方式為了提高工作可靠性，系統(tǒng)采用雙機(jī)主

31、從熱備冗余方式，系統(tǒng)主機(jī)由A、B兩組完全獨(dú)立的控制單元組成。雙機(jī)中兩個(gè)單元互為熱備，兩個(gè)單元同時(shí)工作，一個(gè)處于主機(jī)工作狀態(tài)，另一個(gè)處于備機(jī)工作狀態(tài)，一旦主機(jī)單元任何一塊插件或插件上的某一通道發(fā)生故障時(shí)，備機(jī)單元的相應(yīng)插件或相應(yīng)通道將馬上投入工作電源插件和監(jiān)控記錄插件除外。當(dāng)主機(jī)單元的監(jiān)控記錄插件或電源插件發(fā)生故障時(shí)，備機(jī)單元將馬上轉(zhuǎn)為主機(jī)工作狀態(tài)，故障單元將自動(dòng)退出主機(jī)工作狀態(tài)。監(jiān)控記錄插件的1B燈點(diǎn)亮，表示其正處于主機(jī)工作狀態(tài)。雙機(jī)中每組單元都有完整的信號(hào)輸入及控制輸出接口模塊。每組單元中110V等級(jí)數(shù)字量輸入/輸出模塊、50V等級(jí)數(shù)字量輸入模塊及模擬量輸入/輸出模塊均是不帶CPU的插件。這

32、些插件與主機(jī)CPU是通過VME總線方式連接，而地面信息處理、通信、顯示器等單元部件，本身都具有獨(dú)立的CPU來處理單元的信息，這些單元與主機(jī)CPU之間通過CAN串行總線來交換信息。系統(tǒng)內(nèi)部CAN串行通信網(wǎng)絡(luò)也采用A、B組冗余方式工作。A、B兩組總線同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收，復(fù)位時(shí)系統(tǒng)以CANA為主，當(dāng)CANA出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)切換至以CANB為主。為了保證記錄的數(shù)據(jù)的完整性和唯一性，備機(jī)不進(jìn)行主動(dòng)記錄，備機(jī)記錄的數(shù)據(jù)來源于主機(jī)。.3系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)采用控制器局域網(wǎng)CAN作為系統(tǒng)內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)，所有帶CPU的模塊通過雙路CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換不帶CPU的模塊通過VME并進(jìn)總線交換數(shù)據(jù)。CAN標(biāo)準(zhǔn)總線以其獨(dú)特的物理

33、層標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議使通信可以在相當(dāng)?shù)膫鬏斔俾氏逻M(jìn)行最高通信速率為1Mbit/s，并到達(dá)相當(dāng)遠(yuǎn)的傳輸距離最長(zhǎng)傳輸距離可達(dá)10km。特別是其多組數(shù)據(jù)傳輸方式使得系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)交換更為有效。CAN總線高強(qiáng)的檢錯(cuò)及容錯(cuò)能力加上其短幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使數(shù)據(jù)傳輸可靠性進(jìn)一步提高。因此，系統(tǒng)內(nèi)各模塊之間可以進(jìn)行大量、快速的數(shù)據(jù)傳輸，從而提高了控制與顯示的實(shí)時(shí)性以及數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性。.4系統(tǒng)的控制模式裝置采用車載計(jì)算機(jī)預(yù)先存儲(chǔ)地面線路數(shù)據(jù)的控制方式即車載控制模式，在運(yùn)行時(shí)根據(jù)列車所處位置按順序調(diào)取的車載存儲(chǔ)線路數(shù)據(jù)，按前方信號(hào)顯示狀態(tài)并根據(jù)列車速度計(jì)算列車走行距離來產(chǎn)生控制模式曲線。當(dāng)列車速度超過控制模式曲線范圍時(shí)，

34、裝置對(duì)列車實(shí)施卸載、常用制動(dòng)及緊急制動(dòng)控制，防止列車越過關(guān)閉的信號(hào)機(jī)。裝置實(shí)施常用制動(dòng)后，在列車速度低于規(guī)定的平安速度時(shí)，允許司機(jī)緩解，對(duì)于緊急制動(dòng)控制，必須停車后才可緩解，特殊情況下的處理方式滿足鐵路?技規(guī)?要求，為確保列車在關(guān)閉信號(hào)機(jī)關(guān)前可靠停車，限制速度的計(jì)算采用實(shí)時(shí)計(jì)算方法，以滿足控制精度要求，模式曲折的計(jì)算可根據(jù)列車運(yùn)行速度的要求采用跨閉塞分區(qū)計(jì)算方式，即以關(guān)閉的信號(hào)機(jī)為目標(biāo)點(diǎn)來計(jì)算常用制動(dòng)及緊急制動(dòng)連續(xù)模式曲線。由于裝置具有與地面進(jìn)行信息傳輸?shù)慕涌诠δ芗皞鬏斝畔⒌奶幚砉δ埽虼嗽谟械孛嫘畔鬏數(shù)膮^(qū)段，也可采用車載數(shù)據(jù)與地面?zhèn)鬏斝畔⑾嘟Y(jié)合的控制方案，一方面可減少乘務(wù)員操作，提高自動(dòng)化

35、控制程序，另一方面也可以提高控制可靠性與平安性，信息傳輸方式可以采用點(diǎn)式應(yīng)答器或軌道電路疊加等方式，傳輸信息包括進(jìn)路信息、站內(nèi)信息、限速信息以及距離信息等。.5運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄與分析處理裝置對(duì)列車運(yùn)行狀態(tài)的相關(guān)參數(shù)及乘務(wù)員輸入?yún)?shù)包括IC卡輸入?yún)?shù)進(jìn)行記錄。并根據(jù)列車運(yùn)行情況形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件儲(chǔ)存在非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)器送入地面微機(jī)分析處理，數(shù)據(jù)記錄采用不定長(zhǎng)數(shù)據(jù)格式并且記錄數(shù)據(jù)事件代號(hào)與記錄數(shù)據(jù)內(nèi)容采用不同的代碼，以提高記錄數(shù)據(jù)不可靠性，數(shù)據(jù)記錄采用條件觸發(fā)記錄方式，當(dāng)設(shè)定的記錄條件滿足時(shí)那么產(chǎn)生一項(xiàng)相應(yīng)的參數(shù)記錄，地面分析處理軟件將車載記錄的列車運(yùn)行數(shù)據(jù)經(jīng)過翻譯、整理、以直觀的

36、全程記錄、運(yùn)行曲線、各種報(bào)表等形式再現(xiàn)列車運(yùn)行全過程，為機(jī)務(wù)的現(xiàn)代化管理及事故分析提供準(zhǔn)確、有力的依據(jù)。.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，監(jiān)控主機(jī)采用符合IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的6U×160標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱/插件結(jié)構(gòu)。6U標(biāo)準(zhǔn)插件采用第二個(gè)符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)外信吾民連接器，96芯連接器完成VME標(biāo)準(zhǔn)總線信號(hào)連接，48芯連接器完成輸入/輸出信號(hào)連接，因而在滿足VME信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)也提高了板內(nèi)的電磁兼容性，由于采用標(biāo)準(zhǔn)的模塊化結(jié)構(gòu)，因而容易實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)充與升級(jí)。主機(jī)箱的選型及設(shè)計(jì)除在強(qiáng)度、重量、安裝及電磁兼容等方面進(jìn)行綜合考慮外，還重點(diǎn)考慮了機(jī)箱的外觀設(shè)計(jì)，另外、在防止非法拔插電路板方面及記錄數(shù)據(jù)人工防護(hù)

37、方面采取了有效措施在機(jī)箱正面加裝帶的玻璃門。.7制動(dòng)控制輸出說明LKJ-2000列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置對(duì)機(jī)車控制手段閏要分五個(gè)等級(jí)。報(bào)警。當(dāng)列車運(yùn)行速度超過報(bào)警速度時(shí)，顯示器發(fā)出語音報(bào)警由監(jiān)控裝置完成卸載。當(dāng)列車運(yùn)行速度超過允許值時(shí)，裝置切除機(jī)車牽引電流即將牽引加減為零，但電制開工況時(shí)不切除常用制動(dòng)。當(dāng)卸載不能使列車減速，此時(shí)由監(jiān)控裝置發(fā)出指令使列車實(shí)施常用制動(dòng)，追使列車減速，常用制動(dòng)后，當(dāng)列車運(yùn)行速度低于規(guī)定的平安速度時(shí)，允許司機(jī)緩解。緊急制動(dòng)。在使用常 在使用常用制用制動(dòng)時(shí)不能使列車減速至允許的限速值時(shí)，監(jiān)控裝置將發(fā)出指令實(shí)施緊急制動(dòng)，追使列車立即停車，緊急制動(dòng)不允許司機(jī)緩解，當(dāng)列車速度為0

38、時(shí)，自動(dòng)緩解。系統(tǒng)故障。當(dāng)系統(tǒng)A、B機(jī)同時(shí)故障時(shí)，顯示器發(fā)出故障報(bào)警，要求司機(jī)在3min內(nèi)關(guān)斷主機(jī)電源，否那么實(shí)施緊急制動(dòng)。其中卸載、常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)是由監(jiān)控裝置發(fā)出指令，機(jī)車控制裝置予以實(shí)施。 3機(jī)車信號(hào)裝置機(jī)車信號(hào)分類按機(jī)車接收地面信息的時(shí)機(jī)分機(jī)車信號(hào)可分為點(diǎn)式、連續(xù)式和接近連續(xù)式三種。 點(diǎn)式機(jī)車信號(hào)是在線路上某些固定地點(diǎn)，如進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方 1200 m 和 400 m 處設(shè)置地面設(shè)備向機(jī)車傳遞信息的，用于非自動(dòng)閉塞區(qū)段。但僅在個(gè)別地點(diǎn)有顯示，不能有效地保證行車平安，已淘汰，被改造為接近連續(xù)式機(jī)車信號(hào)。 連續(xù)式機(jī)車信號(hào)能在整條線路上連續(xù)不斷地反映線路狀態(tài)和運(yùn)行條件，用于自動(dòng)閉塞區(qū)段。連續(xù)

39、式機(jī)車信號(hào)能連續(xù)地顯示運(yùn)行條件，大大改善司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了行車平安。 接近連續(xù)式機(jī)車信號(hào)是在車站的接近區(qū)段和站內(nèi)連續(xù)地反映地面信號(hào)顯示，廣泛用于半自動(dòng)閉塞區(qū)段。在進(jìn)站信號(hào)機(jī)前方接近區(qū)段的地面設(shè)備發(fā)送與進(jìn)站信號(hào)機(jī)顯示相符的信息，站內(nèi)正線接車進(jìn)路和側(cè)線股道發(fā)送與出站信號(hào)機(jī)顯示相符的信息，其它線路那么沒有信息。 按機(jī)車接收地面信息的特征分機(jī)車信號(hào)原主要有移頻、極頻和交流計(jì)數(shù)電碼三種制式。 引進(jìn)的和 UM71 相配套的 TVM300 帶速度監(jiān)督的機(jī)車信號(hào)，和 UM2000 相配套的 TVM430 帶速度監(jiān)督的機(jī)車信號(hào)。 為滿足機(jī)車長(zhǎng)交路的要求，90 年代研制了通用機(jī)車信號(hào)，其利用微機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理

40、技術(shù)，能自動(dòng)識(shí)別各種制式的機(jī)車信號(hào)信息，可用于各種制式的自動(dòng)閉塞和半自動(dòng)閉塞區(qū)段。按是否有超速防護(hù)功能分我國(guó)原來的三種機(jī)車信號(hào)制式，都沒有超速防護(hù)功能，僅能為列車自動(dòng)停車裝置提供信息。從法國(guó)引進(jìn)的 TVM300,TVM430 是帶有超速防護(hù)功能的機(jī)車信號(hào)。 3.2機(jī)車信號(hào)的主體化 目前，隨著機(jī)車信號(hào)可靠性的提高，機(jī)車信號(hào)已開始從輔助信號(hào)轉(zhuǎn)為主體信號(hào)，如在雙線雙向自動(dòng)閉塞區(qū)段，反方向不設(shè)通過信號(hào)機(jī)，僅在分界點(diǎn)處設(shè)停車標(biāo)志，以機(jī)車信號(hào)作為主體信號(hào)。在準(zhǔn)高速鐵路上，列車速度在 160 km/h 以上，這是司機(jī)能確認(rèn)地面信號(hào)機(jī)顯示的臨界速，故其正方向仍設(shè)地面信號(hào)機(jī)，但在正常情況下以機(jī)車信號(hào)為主，反方向

41、那么按機(jī)車信號(hào)運(yùn)行。在高速鐵路上，列車速度超過 200 km/h ，靠司機(jī)瞭望地面信號(hào)來行車已經(jīng)不可能，只能憑主體化機(jī)車信號(hào)行車。 既有機(jī)車信號(hào)，包括通用式機(jī)車信號(hào)存在著可靠性低、抗干擾能力差、顯示正確率低、信息量少、各種制式不通用、不適應(yīng)機(jī)車長(zhǎng)交路等問題，尤其是其可靠性不高，不能成為主體信號(hào)使用。必須采用主體化機(jī)車信號(hào)。3.3機(jī)車信號(hào)的開展 我國(guó)鐵路從 1959 年開始安裝機(jī)車信號(hào)和列車自動(dòng)停車裝置，但長(zhǎng)期以來對(duì)它們的作用認(rèn)識(shí)缺乏，開展十分緩慢。直到 1978 年楊莊事故后，才引起了各有關(guān)方面的高度重視。20世紀(jì) 80 年代后，加快了安裝機(jī)車信號(hào)、列車自動(dòng)停車和無線列調(diào)三項(xiàng)設(shè)備的步伐。到年底

42、，機(jī)車信號(hào)地面設(shè)備已安裝62000km，占營(yíng)業(yè)里程的97%。 最初,由于歷史的各種原因，我國(guó)鐵路自動(dòng)閉塞的建設(shè)，出現(xiàn)了不同線路、不同區(qū)段建有不同制式的自動(dòng)閉塞，各制式間機(jī)車信號(hào)不通用，除樞紐內(nèi)不能保證連續(xù)不間斷的顯示外，給機(jī)車長(zhǎng)交路運(yùn)行帶來一定的影響，甚至一臺(tái)機(jī)車安裝兩種以上車載設(shè)備等等。為了解決以上的問題，在這樣的歷史背景下，就研制出了通用式機(jī)車信號(hào)。在“八五、“九五期間，通用式機(jī)車信號(hào)開展非常迅速。§ JTl-CZ2000型主體化機(jī)車信號(hào)，在JTl-AB通用式機(jī)車信號(hào)的成熟技術(shù)根底上，采用多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)和系統(tǒng)化的平安設(shè)計(jì)方案，滿足鐵路信號(hào)故障-平安原那么，具有數(shù)據(jù)記錄功能，在地面信

43、號(hào)具備條件時(shí)可作為主體化機(jī)車信號(hào)應(yīng)用。是目前機(jī)車信號(hào)設(shè)備中平安性、可用性、可靠性最完善和先進(jìn)的一種，是具備機(jī)車信號(hào)主體化條件的車載設(shè)備。§ JTl-CZ2000型主體化機(jī)車信號(hào)車載系統(tǒng)設(shè)備，吸取了JTl-AB數(shù)字化通用式機(jī)車信號(hào)十年來大面積推廣運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)，采用先進(jìn)的DSP技術(shù)，符合鐵路信號(hào)故障-平安原那么，具有數(shù)據(jù)記錄功能，具備機(jī)車信號(hào)主體化條件。 § 在鐵路跨越式開展的進(jìn)程中，要構(gòu)建我國(guó)鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，其重點(diǎn)是開展主體化機(jī)車信號(hào)和列車超速防護(hù)。主體化機(jī)車信號(hào)是列車超速防護(hù)的根底，必須符合故障平安原那么，實(shí)現(xiàn)主體化機(jī)車信號(hào)必須同步推進(jìn)地面和車載設(shè)備的改造。4 列車控制

44、運(yùn)行控制系統(tǒng)4.1從列車自動(dòng)停車到列車超速防護(hù)1980年后，我國(guó)鐵路推廣列車自動(dòng)停車裝置，并且從ZTL-1開展到ZTL-3型，在我國(guó)鐵路迅速普及，起到一定的作用。列車自動(dòng)停車裝置功能簡(jiǎn)單，沒有與列車運(yùn)行速度聯(lián)系起來，一旦司機(jī)按壓警惕按鈕，即解除了自動(dòng)停車功能，使它不能在紅燈前連續(xù)地起作用，仍然存在著冒進(jìn)信號(hào)的可能。 為了有效地控制列車運(yùn)行，減少列車冒進(jìn)、超速行駛引起的事故，必須加速研制列車運(yùn)行超速防護(hù)(一度稱機(jī)車速度監(jiān)督)。在京廣線鄭武電化改造工程中，引進(jìn)U-T系統(tǒng)，其中TVM300是帶速度監(jiān)督的機(jī)車信號(hào)，具有列車運(yùn)行超速防護(hù)的功能，但其用滯后的大臺(tái)階方式，必須設(shè)雙紅燈防護(hù)，且采用緊急制動(dòng)方式

45、，在客貨混運(yùn)區(qū)段，尚存在較多問題。在廣深準(zhǔn)高速工程中，采用具有UM71與移頻制式兼容功能的ZLSK型準(zhǔn)高速客車速度分級(jí)控制系統(tǒng)。它將列車速度進(jìn)行分級(jí)，如準(zhǔn)高速列車速度分為160、145、120、90、0km/h五級(jí)，一般客車分為120、90、0km/h三級(jí)，貨物列車分為80、60、0km/h三級(jí)。設(shè)備監(jiān)督區(qū)段的入口速度，給出出口速度顯示，要求列車到出口處將速度降至低于規(guī)定的出口速度以下，否那么將因超速而自動(dòng)制動(dòng)。系統(tǒng)為雙機(jī)熱備，常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)分用。 4.2制動(dòng) ATP的根本概念A(yù)TP，即列車運(yùn)行超速防護(hù)或列車速度監(jiān)督系統(tǒng)。一般采用軌道電路或查詢應(yīng)答器來檢查列車是否占用本區(qū)段，并構(gòu)成前方信號(hào)

46、電流的控制條件。機(jī)車上設(shè)有接收器。當(dāng)列車速度超過ATP裝置所指示的速度時(shí)，ATP的車上設(shè)備就發(fā)出制動(dòng)命令，使列車自動(dòng)地制動(dòng)；當(dāng)列車速度降至ATP所指示的速度以下時(shí)，便自動(dòng)緩解。而運(yùn)行操作仍由司機(jī)完成。例如，可直接利用軌道電路傳遞信息，在鋼軌中流通的是不同等級(jí)限速的信號(hào)電流。列車上的接收線圈接收信號(hào)電流后，經(jīng)車內(nèi)信號(hào)接收器譯解，獲得允許的限制速度；根據(jù)車軸上的速度傳感器控制速度監(jiān)督器以獲得列車運(yùn)行的實(shí)際速度；將兩速度送入微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行比較，如實(shí)際速度超過限制速度，那么動(dòng)作制動(dòng)設(shè)備。如實(shí)際速度低于限制速度，制動(dòng)設(shè)備緩解。4.2.2 ATP的功能 ATP的功能主要有： (1)停車點(diǎn)防護(hù)； (2)超速防

47、護(hù)； (3)列車間隔控制(移動(dòng)閉塞時(shí))； (4)測(cè)速測(cè)距； (5)車門控制。點(diǎn)式和連續(xù)式ATP ATP按地面信息的傳輸方式分為點(diǎn)式和連續(xù)式兩種。 (1)點(diǎn)式ATP系統(tǒng)由車上設(shè)備和地面設(shè)備組成。車上設(shè)備接收信號(hào)點(diǎn)或標(biāo)志點(diǎn)的應(yīng)答器信息，還接收列車速度和制動(dòng)壓力信息，輸出控制命令和向司機(jī)顯示。地面應(yīng)答器向列車傳送每一信號(hào)點(diǎn)的允許速度、目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、線路坡度、信號(hào)機(jī)號(hào)碼等信息。應(yīng)答器本身無源，接收查詢器發(fā)射的能量，供內(nèi)部電路與答復(fù)發(fā)送用。點(diǎn)式ATP難以勝任列車密度大的情況，如后續(xù)列車駛過地面應(yīng)答器時(shí)，因前方區(qū)段有車，它算出的速度曲線是一條制動(dòng)曲線。后續(xù)列車駛過后，盡管前行列車已駛離，但后續(xù)列車因

48、得不到新的信息只能減速運(yùn)行，直到抵達(dá)運(yùn)行前方的地面應(yīng)答器，才能加速。 (2)連續(xù)式ATP連續(xù)式ATP包括軌道電路、軌間電纜和無線等傳輸方式。軌道電路方式采用軌道電路傳輸列車控制信息是最普遍的方式。此時(shí)軌道電路既作為檢測(cè)列車的設(shè)備，又發(fā)送列車控制信息。如法國(guó)的TGV鐵路采用UM71無絕緣移頻軌道電路為根底的列車控制系統(tǒng)，日本新干線ATC采用音頻軌道電路單邊帶調(diào)制方式。軌間電纜方式利用軌間鋪設(shè)的電纜傳輸信息?？刂浦行膬?chǔ)存線路的固定數(shù)據(jù)：區(qū)間線路坡度、彎道、緩行區(qū)段的位置及長(zhǎng)度等。經(jīng)聯(lián)鎖設(shè)備，將沿線的信號(hào)顯示、道岔位置等信息傳送至控制中心。列車將其數(shù)據(jù)：如載重量、車長(zhǎng)、制動(dòng)率、所在位置、實(shí)際速度經(jīng)電

49、纜傳給控制中心。控制中心的計(jì)算機(jī)根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算出該時(shí)刻的列車允許速度。此速度值經(jīng)電纜傳送給運(yùn)行在線路上的相應(yīng)列車。列車獲得此速度值，一方面顯示出來，一方面對(duì)列車速度進(jìn)行監(jiān)控。這種方式統(tǒng)一指揮全部列車運(yùn)行，遇有發(fā)生行車晚點(diǎn)或其它障礙，可極迅速地將行車命令傳給列車。但控制中心故障那么全線癱瘓。因此采用另一種控制方式，控制中心將有關(guān)信息(線路坡度、緩行區(qū)段位置、目標(biāo)距離或目標(biāo)速度等)通過電纜送至機(jī)車，由車載計(jì)算機(jī)計(jì)算其允許速度。分級(jí)制動(dòng)和一級(jí)制動(dòng)4.3列車制動(dòng)控制模式分為分級(jí)制動(dòng)模式和一級(jí)制動(dòng)模式分級(jí)制動(dòng)分級(jí)制動(dòng)是以閉塞分區(qū)為單元，根據(jù)與前行列車的運(yùn)行距離來調(diào)整列車速度，各閉塞分區(qū)采用不同的低頻頻

50、率調(diào)制，指示不同的速度等級(jí)，在此根底上確定限速值。分級(jí)制動(dòng)模式又分為階梯型和曲線型。階梯型分級(jí)制動(dòng)模式俗稱大臺(tái)階型。它將一個(gè)列車全制動(dòng)距離劃分為34個(gè)閉塞分區(qū)，每一閉塞分區(qū)根據(jù)與前行列車距離確定限速值。以廣深線為例說明，廣深準(zhǔn)高速鐵路是一條客貨混運(yùn)線路，準(zhǔn)高速列車最高速度160 km/h，一般旅客列車最高120 km/h，貨車最高80 km/h。自動(dòng)閉塞為四顯示，帶有防護(hù)區(qū)，當(dāng)閉塞分區(qū)被列車占用時(shí)其前方兩架信號(hào)機(jī)均顯示紅燈，然后依次為黃燈、綠黃燈和綠燈。準(zhǔn)高速列車速度等級(jí)為160-145-120-90-0，一般客車120-90-0，貨車80-60-0。對(duì)于160 km/h以下，檢查值高于標(biāo)定值

51、10 km/h；對(duì)于0 km/h，留有35 km/h開口。當(dāng)列車速度高于檢查值時(shí)，列車自動(dòng)制動(dòng)。其為滯后監(jiān)督方式，即在閉塞分區(qū)出口才監(jiān)督是否超速，所以為確保平安，必須設(shè)有“保護(hù)區(qū)段。 準(zhǔn)高速列車制動(dòng)曲線如圖4-11所示。圖4-11 準(zhǔn)高速列車制動(dòng)曲線列車運(yùn)行在LC、AT閉塞分區(qū)，當(dāng)列車速度超過160 km/h時(shí)，設(shè)備報(bào)警，提示司機(jī)減速。列車速度超過165 km/h時(shí)，發(fā)出機(jī)車卸載命令。列車速度超過170 km/h時(shí)，發(fā)生動(dòng)力制動(dòng)或小減壓量空氣制動(dòng)。列車速度低于160 km/h時(shí)，發(fā)出可緩解的語音提示。當(dāng)列車從AT分區(qū)進(jìn)入145分區(qū)時(shí)，設(shè)備先報(bào)警，提示司機(jī)信號(hào)降級(jí)，并在出口處檢查列車速度，當(dāng)列車

52、速度超過155 km/h時(shí)設(shè)備發(fā)出制動(dòng)命令，采用較大常用制動(dòng)。當(dāng)列車進(jìn)入120分區(qū)、90分區(qū)，均給出報(bào)警，提示司機(jī)信號(hào)降級(jí)，出口處分別檢查列車速度是否超過130 km/h和100 km/h ，超速時(shí)發(fā)出制動(dòng)命令，采用最大常用制動(dòng)。當(dāng)列車進(jìn)入01分區(qū)時(shí)，設(shè)備報(bào)警并提示司機(jī)，運(yùn)行前方為停車信號(hào)。當(dāng)列車出口速度超過25 km/h時(shí)發(fā)出制動(dòng)命令，列車速度大于50 km/h時(shí)采用緊急制動(dòng)，小于50 km/h時(shí)采用常用制動(dòng)。列車冒進(jìn)第一個(gè)紅燈后，設(shè)備報(bào)警并連續(xù)檢查列車速度，列車速度超過25 km/h時(shí)發(fā)出制動(dòng)命令。列車超速時(shí)實(shí)施制動(dòng)必須有效，否那么將產(chǎn)生危險(xiǎn)后果。因此系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)檢查。當(dāng)檢查常用制動(dòng)

53、失效時(shí)，自動(dòng)投入電空緊急制動(dòng)。當(dāng)電空緊急制動(dòng)失效后，翻開緊急放風(fēng)閥使列車管直通大氣進(jìn)行緊急制動(dòng)。階梯型分級(jí)速度控制方法雖然構(gòu)成較為簡(jiǎn)單，但具有較多缺點(diǎn)：設(shè)有防護(hù)區(qū)段，會(huì)影響通過能力；列車接近前方列車時(shí)遇到兩次紅燈，司機(jī)難以區(qū)分哪一個(gè)閉塞分區(qū)有車占用，容易造成混亂；由于其在閉塞分區(qū)出口處才給出下一閉塞分區(qū)的允許入口速度，司機(jī)有時(shí)會(huì)措手不及；列車在進(jìn)站信號(hào)機(jī)前停車或進(jìn)站停車時(shí)，司機(jī)怕“撞墻引起緊急制動(dòng)，往往要壓低速度運(yùn)行，影響運(yùn)輸效率。所以，日本和法國(guó)在其新建高速鐵路的ATP系統(tǒng)中，改為速度距離模式曲線控制方式。模式曲線是根據(jù)該閉塞分區(qū)提供的允許速度值以及列車參數(shù)和線路常數(shù)由車載計(jì)算機(jī)計(jì)算出來的(

54、或?qū)⒏鞣N制動(dòng)模式曲線儲(chǔ)存調(diào)用)一級(jí)制動(dòng)一級(jí)制動(dòng)是按目標(biāo)距離制動(dòng)的。根據(jù)距前行列車的距離或距運(yùn)行前方停車站的距離，由控制中心根據(jù)目標(biāo)距離、列車參數(shù)和線路參數(shù)計(jì)算出列車制動(dòng)模式曲線，或由車載計(jì)算機(jī)予以計(jì)算，按制動(dòng)模式曲線控制列車運(yùn)行。信息傳輸有數(shù)字編碼軌道電路傳輸和無線傳輸兩種方式。無論何種方式，傳輸?shù)男畔⒈仨毎ň€路允許速度、目標(biāo)速度、目標(biāo)距離。一級(jí)制動(dòng)方式最能合理地控制列車運(yùn)行速度，是列車自動(dòng)控制技術(shù)的開展方向。5 LKJ2000型監(jiān)控裝置5.1 LKJ2000監(jiān)控裝置功能簡(jiǎn)介L(zhǎng)KJ2000型列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置是在LKJ-93型監(jiān)控裝置成功運(yùn)用根底上，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)列車超速防護(hù)及列車控制技術(shù)

55、而研究開發(fā)的新一代列車超速防護(hù)設(shè)備。是采用了先進(jìn)的32位微處理器技術(shù)、平安性技術(shù)以及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)等來保證列車行車平安的控制裝置。它是既有列車行車平安設(shè)備的升級(jí)換代產(chǎn)品。 5.2系統(tǒng)構(gòu)成及說明監(jiān)控主機(jī)箱雙套模塊冗余1臺(tái)顯示器數(shù)碼顯示器或屏幕顯示器2個(gè)轉(zhuǎn)儲(chǔ)器地面配置事故狀態(tài)記錄器(黑匣子)1個(gè)雙針?biāo)俣缺韼Ю锍逃?jì)或不帶里程計(jì)2個(gè)光電式速度傳感器2個(gè)壓力傳感器3個(gè)LKJ2000型列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置根本組成結(jié)構(gòu)主要是一個(gè)主機(jī)箱和二個(gè)顯示器屏幕或數(shù)碼。其速度信息來自安裝在機(jī)車輪對(duì)上的TQG15或DF16光電式速度傳感器，速度信號(hào)的根本配置為二通道可擴(kuò)充至三通道，如果二通道速度信號(hào)相位相差90。，那么

56、可以滿足裝置相位防溜功能的需要。在無相位防溜功能的情況下，二通道速度信號(hào)可分別取自二個(gè)速度傳感器。 機(jī)車信號(hào)信息可取自JT1-A(SJ93)、JT1-B(SJ94)通用式機(jī)車信號(hào)裝置取點(diǎn)燈條件，也可通過RS485/RS422串行通信方式獲取。壓力檢測(cè)除了檢測(cè)列車管壓力外，還檢測(cè)機(jī)車均衡風(fēng)缸壓力及制動(dòng)缸壓力，均衡風(fēng)缸壓力信號(hào)用于反響控制以提高常用制動(dòng)減壓量控制精度，制動(dòng)缸壓力信號(hào)主要在機(jī)車單機(jī)運(yùn)行時(shí)作為狀態(tài)記錄依據(jù)。壓力傳感器可采用TQG14型機(jī)車壓力變送器。指針式速度指示可采用ZL型或EGZ3/8型雙針?biāo)俣缺?，雙針?biāo)俣缺韺?shí)際速度與限制速度指針依靠裝置主機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)為020mA的電流信號(hào)。在裝置關(guān)機(jī)情況下，由數(shù)/模轉(zhuǎn)換盒驅(qū)動(dòng)。I端雙針?biāo)俣缺淼睦锍逃?jì)指示可由監(jiān)控裝置驅(qū)動(dòng)，在安裝了數(shù)/模轉(zhuǎn)換盒的情況下，也可由數(shù)/模轉(zhuǎn)換盒驅(qū)動(dòng)。雙針?biāo)俣缺碚彰麟娫礊闄C(jī)車照明電源。 5.3主機(jī)內(nèi)各插件主要功能5.3.1監(jiān)控記錄插件 監(jiān)控記錄插件作為2000型監(jiān)控裝置的主機(jī)模塊，是系統(tǒng)的核心部件。模塊以32位微處理器MC68332為CPU，主要完成地面線路數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)