LKJ系统设备简要介绍

LKJ系统设备简要介绍LKJ系统设备简要介绍2024年5月18日2Part1LKJPart2Part4LKJ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Part3LKJ典型故障案例2024年5月18日3LKJ系统设备发展历程Part12024年5月18日4LKJ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〔2014〕107号文件2024年5月18日51.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。2024年5月18日61、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2024年5月18日7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。125162024年5月18日8LKJ2000型列车运行监控记录装置1999年铁道部组织株洲所、思维公司、北方交大开始研制。通过铁道部科学技术成果鉴定。2000年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2024年5月18日9LKJ-15S型列车运行监控记录装置2013年2013年6月，铁路总公司正式立项《新一代LKJ技术研究》（课题号：2013XO01-H）批准开展新一代LKJ技术研究工作。2017年中国铁路总公司对新一代LKJ进行技术评审2017年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2024年5月18日10LKJ系统设备构成及原理Part211LKJ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2024年5月18日12LKJ2000主机转储器（IC）卡地面微机系统制动控制机构压力传感器1压力传感器2压力传感器3速度传感器地面信息输入地面信息接收器机车工况输入机车信号轨道电路接收线圈TAX2TMIS语音录音平面调车接口盒平调灯显设备I端双针表II端双针表II端显示器鸣笛装置I端显示器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LAIS系统车载设备I端通话器II端通话器一、LKJ系统设备构成2024年5月18日13一、LKJ系统设备构成2024年5月18日14一、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2024年5月18日15机车安全信息综合监测装置（TAX）机车语音记录装置列车运行状态信息系统车载设备（LAIS车载设备）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2024年5月18日16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2024年5月18日17（1）LKJ主机构成2024年5月18日18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2024年5月18日19（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。2024年5月18日20（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。2024年5月18日21（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。

2024年5月18日22（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。2024年5月18日23（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：机车110V电源电源板5V：提供系统5V工作电源±12V：供模拟量板15V：用于显示器电源控制24V：驱动继电器（注意：双针表、里程计的24V是经过12V电源转化而来）2024年5月18日24（1）LKJ主机构成2024年5月18日25（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屏幕显示器工作状态指示区限速值曲线运行速度值轨迹曲线警示光带列车位置里程坐标机车信号实际速度限速距前方目标距离信号机类型及编号日期、时间2024年5月18日26（2）LKJ屏幕显示器2024年5月18日27（3）LKJ传感器压力传感器速度传感器2024年5月18日28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Ⅰ、Ⅱ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2024年5月18日29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

2024年5月18日30LKJ的功能运行速度监控功能记录功能显示/语音提示功能记录数据分析处理LKJ的主要功能二、LKJ系统设备功能2024年5月18日31二、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。

红/黄灯速度距离控制模式曲线司机操作曲线安全距离防冒控制——信号关闭停车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；2024年5月18日32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；

黄灯限速值速度距离控制模式曲线（报警界限）实际运行曲线12008001000400600200080km/h黄灯防超速控制黄灯防止列车超过规定的调车限速；速度车长岔尖出站机距离控制模式曲线（防超限速）司机操作曲线（报警界限）侧线出站道岔控制1、LKJ的主要功能之一：监控功能二、LKJ系统设备功能2024年5月18日33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；限速区段车长800米报警点限速起点限速终点60Km/h速度距离控制模式曲线（防超限速）司机操作曲线（报警界限）局部线路限速控制模式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2024年5月18日34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2024年5月18日351、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2024年5月18日361、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2024年5月18日37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2024年5月18日38

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2024年5月18日39

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2024年5月18日40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2024年5月18日412、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。具有中国特色的列车运行速度监控技术采用连续平滑速度控制模式实时计算取得速度控制值控制过程采用计算机实现提高可靠性设计提高安全性设计采用图形化屏幕显示器LKJ的主要技术特点1）车载存储线路参数车载存储线路参数二、LKJ系统设备功能2024年5月18日422、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，提高了控制精度车载存储线路参数具有中国特色的列车运行速度监控技术实时计算取得速度控制值控制过程采用计算机实现提高可靠性设计提高安全性设计采用图形化屏幕显示器LKJ的主要技术特点2）采用连续平滑速度模式曲线控制采用连续平滑速度控制模式二、LKJ系统设备功能2024年5月18日43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。车载存储线路参数具有中国特色的列车运行速度监控技术采用连续平滑速度控制模式控制过程采用计算机实现提高可靠性设计提高安全性设计采用图形化屏幕显示器LKJ的主要技术特点3）实时计算取得速度控制值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2024年5月18日44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。车载存储线路参数具有中国特色的列车运行速度监控技术采用连续平滑速度控制模式实时计算取得速度控制值提高可靠性设计提高安全性设计采用图形化屏幕显示器LKJ的主要技术特点4）控制过程全部采用计算机实现控制过程采用计算机实现2、LKJ的技术特点二、LKJ系统设备功能2024年5月18日45LKJ2000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标准的三级要求车载存储线路参数具有中国特色的列车运行速度监控技术采用连续平滑速度控制模式实时计算取得速度控制值控制过程采用计算机实现提高安全性设计采用图形化屏幕显示器LKJ的主要技术特点5）提高可靠性设计提高可靠性设计2、LKJ的技术特点二、LKJ系统设备功能2024年5月18日46LKJ2000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。车载存储线路参数具有中国特色的列车运行速度监控技术采用连续平滑速度控制模式实时计算取得速度控制值控制过程采用计算机实现提高可靠性设计采用图形化屏幕显示器LKJ的主要技术特点6）提高安全性设计提高安全性设计2、LKJ的技术特点二、LKJ系统设备功能2024年5月18日47LKJ2000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。车载存储线路参数具有中国特色的列车运行速度监控技术采用连续平滑速度控制模式实时计算取得速度控制值控制过程采用计算机实现提高可靠性设计提高安全性设计采用图形化屏幕显示器LKJ的主要技术特点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2024年5月18日48LKJ系统设备运用及管理Part32024年5月18日491.LKJ系统管理机构铁总铁路局站段运输局电务部电务处电务段机务处总工室运输局机务部机务段相关业务处相关站段技术管理运用管理LKJ基础数据管理铁路局站段铁路局2024年5月18日502.LKJ基础数据管理2024年5月18日513.LKJ基础数据编制审批就绪工作流程2024年5月18日524.LKJ基础数据换装下达工作流程2024年5月18日53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〔2014〕290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2024年5月18日54LKJ典型故障案例Part42024年5月18日55涉及LKJ典型事故案例

２００１年４月２０日，由北京开往齐齐哈尔的Ｔ４７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５辆客车颠覆，死亡２人，重伤２人，轻伤２２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2024年5月18日56二、2005年上半年3起险性事故和一起大事故

①2005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。2024年5月18日57②2005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2024年5月18日58

③2005年5月5日15时47分，2203次旅客列车(西安机务段SS7E