1、电力机车行车安全设备电力机车行车安全设备2022-6-922022-6-93目标2022-6-94 A 了解了解LKJ 设备的外形及安装尺寸、软件架构、数据的发展历程C 掌握掌握 LKJ 系统组成、配套及辅助设备； LKJ 设备的功能； LKJ 软件的构成及功能； LKJ 数据主要内容B 熟悉熟悉LKJ 设备的技术参数、 LKJ 常用装车设备 LKJ设备由监控主机、人机交互单元(又称屏幕显示器)、LKJ功能扩展盒、GPS信息接收装置、压力传感器、速度传感器、鸣笛转换器、本/补切换装置、事故状态记录器、调车灯显接口盒、专用连接电缆等组成。 LKJ相关设备由装设于机车、动车组上的机车安全信息综合监
2、测装置(TAX)、机车语音记录装置、地面信息接收处理单元、列车运行状态信息系统车载设备(LAIS车载设备)、铁路车号自动识别系统(ATIS)、机车车号识别设备等组成。图4-1机车LKJ系统组成示意图图4-2动车组LKJ系统组成示意图2022-6-9102022-6-911 双端司机室机车、单端司机室机车和动车组的LKJ常用装车设备在配置上有所不同。 双端司机室安装方式，每台车需1套设备。 单端司机室(含双节机车)安装方式，每台(节)车每端需1套设备，双节机车共需2套。 动车组安装方式，每列车两端各需1套设备，共2套。2022-6-912双端司机室机车每台车常用装车设备列表序号名 称数量备 注序
3、号名 称数量备 注一LKJ设备二TAX1监控主机1套1主机1套1.1电源插件2块1.1电源插件1块TAX3、TAX07可选配2块1.2数字量输入插件2块1.2通信记录插件(或主控插件)l块TAX3、TAX07可选配2块1.3数字量输入输出插件2块2机车语音记录装置(单元)1块安装在TAX主机箱内1.6模拟量输入输出插件2块3监控通信接线盒1个1.7地面信息处理插件2块三LAIS车载设备1.8通信插件2块1车载主机1套2监控记录插件2块2车载WLAN/GPRS二合一天线1套2.1扩展通信插件2块与LKJ功能扩展盒、LAIS车载设备、GPS信息接收装置等通信3车载通话器2个2.2人机交互单元2台四
4、11.11.2机车车号识别设备3压力传感器3或4个电力机车根据装车需求装3或4个内燃机车装4个1机车车号识别设备1套4速度传感器2个1.1机车电子标签1个5LKJ功能扩展盒1个1.2车载编程器(TMIS插件)1块安装在TAX主机箱内6鸣笛转换器4或6个与I、端司机室内的鸣笛风管管路连接，数量根据实际安装情况可做调整1.3标签电缆l套7GPS信息接收装置1套五其他配套工作设备7.1GPS接收主机1个1数模转换盒1个7.2GPS天线1个2双针速度表2套8事故状态记录器1个可选3语音箱1套9总线扩展盒1个安装LKJ功能扩展盒、LAIS车载设备、GPS信息接收装置等设备时扩展CAN总线用3.1语音箱A
5、1个10本/补切换装置1个3.2语音箱B1个11调车灯显接口盒1个3.3常用制动接线盒1个可选4各种自带电缆1套2022-6-913序号名称数量备 注序号名称数量备 注一LKJ设备二TAXl监控主机2套1主机2套1.1电源插件4块1.1电源插件2块TAX3、TAX07可选配4块1.2数字量输入插件4块1.2通信记录插件(或主控插件)2块TAX3、TAX07可选配4块1.3数字量输入输出插件4块2机车语音记录装置(单元)2块安装在TAX主机箱内1.4模拟量输入输出插件4块3监控通信接线盒2个1.5地面信息处理插件4块三LAIS车载设备1.6通信插件4块1车载主机2套1.7监控记录插件4块2车载W
6、LAN/GPRS二合一天线2套1.8扩展通信插件4块与LKJ功能扩展盒、LAIS车载设备、GPS信息接收装置等通信3车载通话器2个2人机交互单元2台四机车车号识别设备3压力传感器6或8个电力机车根据装车需求装6或8个，内燃机车装8个1机车车号识别设备2套41速度传感器4个1.1机车电子标签2个56一LKJ功能扩展盒2个1.2车载编程器(TMIS插件)2块安装在TAX主机箱内6鸣笛转换器4或6个与I、端司机室内的鸣笛风管管路连接，数量根据实际安装情况可做调整1.3标签电缆2套7GPS信息接收装置2套五其他配套工作设备7.1GPS接收主机2个1数模转换盒2个7.2GPS天线2个2双针速度表2套8事
7、故状态记录器2个可选3语音箱A2个9总线扩展盒2个安装LKJ功能扩展盒、LAIS车载设备、GPS信息接收装置等设备时扩展CAN总线用4常用制动接线盒2个可选10本/补切换装置2个六各种自带电缆2套11调车灯显接口盒2个单端司机室机车每台(双节)车常用装车设备列表2022-6-914序号名称数量备 注序号名称数量备 注一LKJ设备二TAXl监控主机2套1主机2套1.1电源插件4块1.1电源插件2块TAX3、TAX07可选配4块1.2数字量输入插件4块1.2通信记录插件(或主控插件)2块TAX3、TAX07可选配4块1.3数字量输入输出插件4块2机车语音记录装置(单元)2块安装在TAX主机箱内1.
8、4模拟量输入输出插件4块3监控通信接线盒2个1.5地面信息处理插件4块三LAIS车载设备1.6通信插件4块1车载主机2套1.7监控记录插件4块2车载WLAN/GPRS二合一天线2套1.8扩展通信插件4块与LKJ功能扩展盒、LAIS车载设备、GPS信息接收装置等通信3车载通话器2个2人机交互单元2台四机车车号识别设备3压力传感器6或8个电力机车根据装车需求装6或8个，内燃机车装8个1机车车号识别设备2套41速度传感器4个1.1机车电子标签2个56一LKJ功能扩展盒2个1.2车载编程器(TMIS插件)2块安装在TAX主机箱内6鸣笛转换器4或6个与I、端司机室内的鸣笛风管管路连接，数量根据实际安装情
9、况可做调整1.3标签电缆2套7GPS信息接收装置2套五其他配套工作设备7.1GPS接收主机2个1数模转换盒2个7.2GPS天线2个2双针速度表2套8事故状态记录器2个可选3语音箱A2个9总线扩展盒2个安装LKJ功能扩展盒、LAIS车载设备、GPS信息接收装置等设备时扩展CAN总线用4常用制动接线盒2个可选10本/补切换装置2个六各种自带电缆2套11调车灯显接口盒2个动车组每列车常用装车设备列表LKJ设备设备 监控主机为LKJ系统控制中心，主机采用双套热备冗余工作方式，由A、B两绸完全独立的控制单元组成，依次为监控记录插件、地面信息处理插件、通信插件、模拟量输入输出插件、扩展通信插件、数字量输入
10、插件、数字量输人输出插件、电源插件。各插件之间通过母板采用CAN总线和VME总线连接，机箱内侧安装有过压抑制板。图4-3 标准型LKJ2000监控主机电源插件数字量输入输出插件数字量输入插件扩展通信插件模拟量输入输出插件通信插件地面信息处理插件监控记录插件监控记录插件地面信息处理插件通信插件模拟量输入输出插件扩展通信插件数字量输入插件数字量输入输出插件电源插件AAAAAAAABBBBBBBB图4-4监控主机插件布置示意图 LKJ具有运行数据实时记录功能，能够记录日期、时间、里程坐标、机车条件变化、运动状态、按键、检修人员/司机输入、司机鸣笛操作、电力机车主断操作、系统自检、运行揭示控制、点式信
11、息等内容。人机交互单元采用10英寸TFT高亮度彩色液晶显示器，以动态图形方式预示前方线路的曲线、坡道、桥梁、隧道、道岔等信息，随列车运行动态显示监控装置控制临线。图4-10机交互单元 LKJ功能扩展盒通过扩展开关量输入输出通道，规范LKJ新增功能的统一接口，方便以后在运用中扩展其他功能。 扩展LKJ监控主机的开关量输入通道，将机车I、端的鸣笛信号、过分相主断信号或其他扩展输入信号处理后传送至监控主机；预留开关量输出通道便于扩展其他控制功能。其原理为：LKJ功能扩展盒采集输入通道信号，进行滤波、缓存，通过CAN总线将数据发送至LKJ监控主机。图4-13 LKJ功能扩展盒 功能：GPS信息接收装置
12、对采集的GPS信号进行解析处理，并将处理结果传送至LKJ监控主机。 GPS信息接收装置由两部分组成: GPS天线和GPS接收主机。工作原理：GPS天线接收卫星信号后传递给GPS接收主机内部的GPS接收模块，经解析、处理后将时间、经纬度等信息传送给装置内部CPU，CPU对收到的信息进行处理，然后将处理结果发送到监控主机。图4-15 GPS天线图4-16 GPS接收主机LKJ采用压力变送器作为压力传感器，目前与LKJ配套的压力传感器有TQGl4A和TQGl4E1两种类型。 功能： 压力传感器向LKJ提供压力采样信号，输出05 V直流信号，对应于空气压力0l 000 kPa。 当前LKJ采用机车轴端
13、光电转速传感器或磁电式速度传感器作为速度传感器。功能：机车轴端光电转速传感器是铁路机车车辆检测车轮转速的转速传感器，向机车车辆电气控制系统提供与车轮转数成比例的电脉冲信号。 为实现机车鸣笛记录功能，使用鸣笛转换器检测机车喇叭鸣笛时的气压信号。其功能为：检测机车喇叭鸣笛时的气压，将鸣笛时的气压信号转换成电信号。图4-22鸣笛转换器图4-23机车喇叭风路示意图图 功能：主要实现硬件切除制动输出，以及LKJ本务和非本务两种运行状态的切换功能。 工作原理：通过操作制动控制开关，本/补切换装置可实现本务与非本务两种运行状态的转换。 本/补切换装置采用硬件切换方案，使LKJ运行状态可靠切换，有效防止误操作
14、。其中非本务运行状态下，LKJ不具备监控和制动输出功能。图4-25本/补切换装置 事故状态记录器记录列车运行状态，为运行事故的事后分析提供可靠的数据。图4-27 事故状态记录器2022-6-928调车灯显接口盒提供了无线调车灯显设备与LKJ之间的接口，使LKJ能够接收无线调车灯显信息。工作原理：无线调车灯显系统输出的TTL电平信号送入调车灯显接口盒的信号转换串路，来自地面信息接收处理单元的点灯条件信息也送入信号转换电路，通过对信号转换电路进行控制，实现调车时输出调车灯显信号、非调车时输出地面信息接收处理单元点灯条件信息的功能。2022-6-929图4-29调车灯显接口盒 LKJ软件构成2022
15、-6-9322022-6-9342022-6-9354-31 LKJ基本控制软件对外接口示意图软件对外接口软件对外接口2022-6-936图4-32 LKJ基本控制软件逻辑架构示意图2022-6-937图4-33 LKJ基本控制软件主程序流程示意图2022-6-938人机交互单元软件(又称LKJ屏幕显示器软件)主要完成显示LKJ的信息及状态，输入LKJ临时控制参数、LKJ临时数据及操作指令，播放语音鸣音提示等功能。LKJ屏幕显示器软件突出关键信息、规范显示颜色和位置，显示各种动态提示和告警信息，运行过程中动态提供大量的辅助信息。2022-6-9392022-6-9402022-6-941202
16、2-6-942LKJ通信插件软件采用故障导向安全的原则，主要完成监控主机与其他设备之间的通信，并按照通信协议完成不同数据类型和不同数据格式之间的转换。2022-6-9432022-6-944 LKJ扩展通信插件软件采用故障导向安全的原则，主要完成监控主机与LKJ功能扩展盒、GPS信息接收装置、LAIS车载主机、车载编程器(TMIS插件)等设备的通信。2022-6-9452022-6-946LKJ地面信息插件软件采用故障导向安全的原则，主要功能为实时对接收的地面轨道信息进行判断，检测是否过轨道电路绝缘节，一旦检测到过轨道电路绝缘节，立即向监控记录插件发送绝缘节信号，供LKJ基本控制软件进行LKJ
17、距离修正。2022-6-9472022-6-9482022-6-949LKJ基础数据编制软件是编制、编译LKJ基础数据源文件的软件。根据LKJ基础数据编制LKJ基础数据源文件，对LKJ基础数据源文件进行编译形成LKJ车载基础数据主机文件、LKJ车载基础数据显示器文件。2022-6-950IC卡数据文件编制软件是对运行揭示和LKJ临时数据(IC卡数据)集中管理的信息系统，主要完成运行揭示和LKJ临时数据的编辑、审核，各运用区段使用的运行揭示和LKJ临时数据的分发，生成各运用区段交付运行揭示和LKJ临时数据，并通过网络下发到各写卡工作站，完成交付运行揭示打印和出乘写卡的功能。2022-6-9512
18、022-6-952 LKJ运用区段控制参数编制软件是对LKJ基本控制软件固定控制参数设定的软件，对LKJ固定控制参数进行编辑、保存，并和LKJ基本控制软件合并、 编译生成LKJ车载控制文件，以满足不同条件下的LKJ监控功能。软件使用分层架构设计，将功能性质相同的模块设计为同一层，各层间采用规定接口进行通信.2022-6-9532022-6-9542022-6-955 LKJ运行记录格式处理软件是解析和翻译LKJ运行记录数据文件的软件。软件具有列车运行全程记录显示、列车运行曲线回放、检索项目分析统计、分析意见签署、统计报表打印等功能。其中，全程记录是列车行车安全事故分析的重要依据。 软件采用C/
19、S和B/S组合搭配的系统架构，同时满足局域网用户和广域网用户分析工作的需要。 2022-6-9562022-6-957LKJ的正常运用和维护涉及到大量的数据，主要包括LKJ基础数据、LKJ临时数据、LKJ固定控制参数、LKJ临时控制参数(司机输入数据)、LKJ运行记录数据。2022-6-959没有LKJ数据的阶段：自动停车装置(ZTL)作为中国最早大量应用的列控产品，其主要功能为在列车运行中监测机车信号，在机车信号为停车信号时发出不间断警报声，提醒司机确认地面信号并及时按压警惕按钮。 2022-6-96020世纪90年代初，计算机技术开始引入列控系统，得到大量推广的有JK-2H、LKJ-93和
20、LKJ2000型，这些装置具有一脉相承的LKJ数据技术，LKJ基础数据、LKJ临时数据和LKJ运行记录数据也伴随着LKJ的发展逐步完善。2005年开始，LKJ临时数据又扩充了停用基本闭塞法改用电话闭塞法行车(停基改电)、绿色许可证、特定引导、股道限速、防汛提示等多种数据类型，有效地解决了铁路运输中遇到的实际问题。2008年，将LKJ临时数据中原来使用的“数据交路号+里程”方式改为“工务线路号+里程”方式。2022-6-9612022-6-9622022-6-963在没有点式应答器等外部定位设备的情况下，LKJ需要通过LKJ临时控制参数信息(主要包括车站号、监控交路号、车次等)完成初始定位。司机输入LKJ临时控制参数信息后，人机交互单元将相关信息发送到监控主机，监控主机将监控交路号转换为调用LKJ基础数据的数据交路号，通过数据交路号、车站号和车次信息查找出LKJ基础数据的初始位置，为LKJ基础数据的调用提供基本参考点。2022-6-9641. LKJ设备包括哪些？2. 监控主机的功能有哪些？3. LKJ数据的主要内容有哪些？作业题作业题2022-6-966
