LAIS列车运行状态信息系统
第8章 机车运行控制系统车载设备
LKJ相关设备包括机车安全信息综合监测装置（内含机车语音记录装置，以下简称TAX）、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(车号识别设备)、专用连接线缆等。其结构示意图如图8-1细实线框部分所示。
8.1.1
8.1.1.1设备构成
在HXN5型内燃机车装备了LKJ系统车载设备，该系统主要由LKJ设备和LKJ相关设备组成，其组成结构示意图如图8-1所示。
LKJ由监控主机箱、人机交互单元（又称屏幕显示器）、机车信号设备、监控装置功能扩展盒、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
8.1
我国监控装置的研究开发从1990年代初开始，从1995年起形成全路普及使用的规模。普及使用的监控装置主要型号为LKJ-93型和JK-2H型。LKJ2000型监控装置吸取了JK-2H型和LKJ-93型监控装置的成熟技术经验，在技术等级、功能、性能和可靠性等方面都有了较大程度的提高，并且在功能扩展性和各项发展中的技术设备的接口配合方面作了适应设计，是监控装置的新一代设备。与JK-2H型及LKJ-93型装置相比，LKJ2000型监控装置的技术性能具有明显优势。
2个
DF16型兼容安装，采用机车轴端光电式速度传感器
5
机车信号设备
JT-C系列
1套
5.1
机车信号主机
JT1.Z
1套
5.2
双面八显示机车信号机
J.XS-8
2套
含开关盒
5.3
机车信号双路接收线圈
JT1.JS-Ⅱ
4套
5.4
机车信号通信板
LKJ原理及基本功能简介(50)
概述列车运行监控装置（简称LKJ），是中国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、动车组的组成部分。
本LKJ操作手册适用于LKJ2000型列车运行监控装置，基于“1127”版控制模式和客车固定径路“xa20090831”版数据。
术语及定义1.1.TAX机车安全信息综合监测装置的简称。
IS列车运行状态信息系统的简称。
1.3.ATIS铁路车号自动识别系统的简称。
1.4.LKJ车载基础数据文件由LKJ固定基础数据源文件编译生成的，存储在LKJ车载设备中的固定基础数据文件。
1.5.线路允许速度值线路允许速度取线路、道岔、曲线、桥梁、隧道、长期慢行地段等各项允许和限制速度的最低值。
1.6.特定限速值铁道部、铁路局文电规定或LKJ逻辑需要，为保证列车运行安全特别规定的限制速度值。
1.7.固定模式限速值固定模式限速值取线路允许速度、接触网限制速度、机车最高运行速度、车辆最高运行速度、动车组最高运行速度和特定限速等的最低值。
1.8.恒速区监控列车按固定模式限速值运行的区域。
1.9.常用固定模式限速值列车在恒速区运行，LKJ达到输出常用制动指令的速度值。
1.10.紧急固定模式限速值列车在恒速区运行，LKJ达到输出紧急制动指令的速度值。
1.11.计算模式限速值为防止列车越过关闭的信号机或超速运行，LKJ计算产生的限速值。
1.12.减速区列车在减速地点或减速信号（含停车信号）前，LKJ监控列车从恒速区开始下降直至目标点的运行区域。
1.13.车载数据LKJ车载基础数据文件、LKJ车载控制文件及LKJ临时数据文件的内容。
1.14.控制曲线1．语音提示控制曲线：LKJ根据车载数据和输入条件，计算产生输出语音提示时机的速度值连成的曲线。
2．解除牵引力控制曲线：LKJ根据车载数据和输入条件，计算产生输出解除牵引力时机的速度值连成的曲线。
《广铁集团列车运行监控装置LKJ运用维护管理办法》
广州铁路(集团)公司广铁电函〔2014〕520号广铁（集团）公司关于发布《广铁集团列车运行监控装置(LKJ)运用维护管理办法》的通知各合资公司，各直管（合资）车站、车务段、机务段、车辆段、供电段、电务段、工务段，广州动车段，各工程建设指挥部：根据中国铁路总公司《列车运行监控装置(LKJ)运用维护规则》（铁总运〔2014〕107号）要求，现将《广铁集团列车运行监控装置（LKJ）运用维护管理办法》（技术规章编号GZG/DW132－2014）发给你们，请认真贯彻执行。
原发《转发铁道部关于重新发布〈列车运行监控装置（LKJ）运用维护规则〉的通知》（广电发〔2009〕153号）、《广铁（集团）公司列车运行监控装置（LKJ）运用维护管理办法》（广电发〔2009〕193号）、《关于转发铁道部〈关于强化LKJ数据管理若干要求的通知〉的通知》（电函〔2011〕249号）、《广铁（集团）公司关于发布〈广铁集团强化LKJ数据管理实施细则（修订）〉的通知》（广铁电发〔2013〕94号）同时废止。
附件：1．电务段LKJ基本工装配置表2．LKJ记录台帐格式3．LKJ基础数据审查表格4．LKJ数据交接、试验记录表5．LKJ数据运用限定范围标识6．LKJ数据换装作业计划记录7．LKJ临时数据台账广铁（集团）公司2014年7月9日GZG/DW132－2014广铁集团列车运行监控装置（LKJ）运用维护管理办法第一章总则第一条为规范广铁（集团）公司（以下简称集团公司）列车运行监控装置（LKJ）系统设备的管理，保障铁路行车安全，根据中国铁路总公司（以下简称铁路总公司）《列车运行监控装置(LKJ)运用维护规则》（铁总运〔2014〕107号）要求，制定本办法。
第二条本办法适用于集团管内机车、动车组安装LKJ及相关设备的采用、控制模式设定、数据文件编制、控制过程模拟检验和运行试验、数据换装、检测维修及使用的管理，规定了相关工作必须遵循的基本原则、主要工作方法、工作流程和作业要求，以及设备应达到的运行质量指标。
LKJ原理及基本功能简介(50)要点
概述列车运行监控装置（简称LKJ），是中国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、动车组的组成部分。
本LKJ操作手册适用于LKJ2000型列车运行监控装置，基于“1127”版控制模式和客车固定径路“xa20090831”版数据。
术语及定义1.1.TAX机车安全信息综合监测装置的简称。
IS列车运行状态信息系统的简称。
1.3.ATIS铁路车号自动识别系统的简称。
1.4.LKJ车载基础数据文件由LKJ固定基础数据源文件编译生成的，存储在LKJ车载设备中的固定基础数据文件。
1.5.线路允许速度值线路允许速度取线路、道岔、曲线、桥梁、隧道、长期慢行地段等各项允许和限制速度的最低值。
1.6.特定限速值铁道部、铁路局文电规定或LKJ逻辑需要，为保证列车运行安全特别规定的限制速度值。
1.7.固定模式限速值固定模式限速值取线路允许速度、接触网限制速度、机车最高运行速度、车辆最高运行速度、动车组最高运行速度和特定限速等的最低值。
1.8.恒速区监控列车按固定模式限速值运行的区域。
1.9.常用固定模式限速值列车在恒速区运行，LKJ达到输出常用制动指令的速度值。
1.10.紧急固定模式限速值列车在恒速区运行，LKJ达到输出紧急制动指令的速度值。
1.11.计算模式限速值为防止列车越过关闭的信号机或超速运行，LKJ计算产生的限速值。
1.12.减速区列车在减速地点或减速信号（含停车信号）前，LKJ监控列车从恒速区开始下降直至目标点的运行区域。
1.13.车载数据LKJ车载基础数据文件、LKJ车载控制文件及LKJ临时数据文件的内容。
1.14.控制曲线1．语音提示控制曲线：LKJ根据车载数据和输入条件，计算产生输出语音提示时机的速度值连成的曲线。
2．解除牵引力控制曲线：LKJ根据车载数据和输入条件，计算产生输出解除牵引力时机的速度值连成的曲线。
LKJ系统设备简要介绍
80km/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
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
连接线缆
信息输出 双针速度表
压力传感器
速度传感器
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
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
2017年中国铁路总公司对新一代LKJ进行技术评审
2017年
LKJ15S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
LKJ系统设备构成及原理
Part 2
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
1LKJ主机构成
动车组DMS与LAIS系统设备融合方案探讨
注：图中虚线表示共用部分 图� “动车组列控设备监测系统”原理
Fig.3 Principe of EMU train control equipment monitoring system
CPU 核 心 算 法 需 要 重 新 设 计， 需 要 在 现 有 DMS 核心算法基础上兼容对 LKJ 设备信息数据的 采集和处理。算法逻辑修改如图 4 所示。 3.2 地面设备服务器及终端软件的融合
通过分析 DMS 车载设备及 LAIS 车载设备构 成，发现两者在构成上重合度较高，两者均由电源、 主控、通信接口、数据采集、无线通信模块组成， 其 中 DMS 车 载 主 机 通 信 接 口、 数 据 采 集 模 块 由
No.7 张明星：动车组DMS与LAIS系统设备融合方案探讨
19
T 技术创新 ECHNOLOGICAL INNOVATION
《铁路技术管理规程（高速铁路部分）》第 106 条，《铁路技术管理规程（普速铁路部分）》第 109 条规定，装备 CTCS-2 级列控车载设备的动车组应 装设 LKJ 设备。为便于实时掌握动车组列控车载设 备（ATP）及 LKJ 设备实时运用状态和动车组运行 速度、位置等信息，动车组上一般都安装了用于监 测 ATP 运用状态的动车组列控设备动态监测系统 （DMS）以及用于监测 LKJ 设备运用状态的列车运 行状态信息系统（LAIS）。而现场运用过程中，由 于动车组需要在既有线改造 200 km/h 区段及其以 下区段运行，ATP 设备与 LKJ 设备的工作转换经常 发生，且在时速 250 km 及以下客运专线运行发生
扩扩扩扩扩扩 展展展展展展 单单单单单单 元元元元元元
GPRS GPS CPU
CIR TCR
列车运行监控装置(LKJ)数据无线传输实施方案研究
列车运行监控装置 (LKJ)数据无线传输实施方案研究摘要：列车运行监控设备中的数据无线装置，可以保证传输系统在机车回段并入库后，借助LAIS车载系统设备中的无线发射模块和对应的WLAN天线，将本身的LKJ数据信息发送至地面接受设备。
真正做到车载LKJ数据可以从车上正式转移到地面的操作，此传输过程可靠性极高，能够有效提升设备测试人员在LKJ运行期间的数据分析工作，保证最终测试作业效率更高。
关键词：监控装置；数据无线传输；实施方案前言：列车运行过程中，车内装有监控记录装置(英文缩写为：LKJ)(本文简称“监控装置”)，该监控装置能够为列车的正常运行提供保障作用，是提升列车运行安全性的保障手段，同时也是信息化的速度控制装置，能够协助列车司机完成车辆行驶速度的控制工作，避免列车存在冒进信号或者超速运行的不良问题。
这一装置在保证列车安全速度控制的过程中，还能够有效采集并详细的记录与列车运行有关的机车各方面运行状态和信息，以此促进机车运行系统管理的自动化发展。
一、概述列车正常运行期间，本身的监控装置(LKJ)的数据信息记录，属于检测作业人员在机车入库后,通过人工方式完成下载，此后由铁路办公人员上传至所属的专门车载设备中，并由专业人员完成与之相对应的处理与分析工作[1]。
在现场作业过程中，因为机车种类、作业性质和车辆整备作业要求的不同, LKJ运行的信息数据检测作业点大多会比较分散,通过人工下载方式完成作业，不仅效率低下，收集到的关键数据存在错漏的可能性较高，数据信息安全性缺少有效保障,还会由于高度频繁的使用，导致移动存储介质插拔疲劳,导致LKJ车载设备故障的出现[2]。
铁路总公司运输局在《关于做好电务系统安全监控技术体系规划和建设工作的通知》、(运电信号函[ 2014 ]460号)文件中明确指出：LKJ数据必须“通过LAIS的WLAN传输检测作业信息,实现对机车入库检测作业的安全监控”[3]。
为积极响应文件要求，从实际角度提升现场作业效率并保证数据的可靠性,针对LKJ数据无线传输整改的实施方案展开研究，能够取得十分显著的安全收益。
LKJ原理与基本功能简介
概述列车运行监控装置（简称LKJ），是中国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、动车组的组成部分。
本LKJ操作手册适用于LKJ2000型列车运行监控装置，基于“1127”版控制模式和客车固定径路“xa20090831”版数据。
术语及定义1.1.TAX机车安全信息综合监测装置的简称。
IS列车运行状态信息系统的简称。
1.3.ATIS铁路车号自动识别系统的简称。
1.4.LKJ车载基础数据文件由LKJ固定基础数据源文件编译生成的，存储在LKJ车载设备中的固定基础数据文件。
1.5.线路允许速度值线路允许速度取线路、道岔、曲线、桥梁、隧道、长期慢行地段等各项允许和限制速度的最低值。
1.6.特定限速值铁道部、铁路局文电规定或LKJ逻辑需要，为保证列车运行安全特别规定的限制速度值。
1.7.固定模式限速值固定模式限速值取线路允许速度、接触网限制速度、机车最高运行速度、车辆最高运行速度、动车组最高运行速度和特定限速等的最低值。
1.8.恒速区监控列车按固定模式限速值运行的区域。
1.9.常用固定模式限速值列车在恒速区运行，LKJ达到输出常用制动指令的速度值。
1.10.紧急固定模式限速值列车在恒速区运行，LKJ达到输出紧急制动指令的速度值。
1.11.计算模式限速值为防止列车越过关闭的信号机或超速运行，LKJ计算产生的限速值。
1.12.减速区列车在减速地点或减速信号（含停车信号）前，LKJ监控列车从恒速区开始下降直至目标点的运行区域。
1.13.车载数据LKJ车载基础数据文件、LKJ车载控制文件及LKJ临时数据文件的内容。
1.14.控制曲线1．语音提示控制曲线：LKJ根据车载数据和输入条件，计算产生输出语音提示时机的速度值连成的曲线。
2．解除牵引力控制曲线：LKJ根据车载数据和输入条件，计算产生输出解除牵引力时机的速度值连成的曲线。
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第 ４期
唐 国平 ，李 国华 ，王 小方 ：ＬＡＩ ｓ列 车 运 行状 态 信 息系 统
速显 得尤 为重 要 。
系 统 车地 传输 采 用 ＴＣＰ Ｉ 议 ， 面 传输 采 用 ／Ｐ协 地 Ｉ Ｍ ｂ ｐ ｅｅ Ｂ Ｗｅ Ｓ ｈ ｒ ＭＱ消息 中间件 ， 信息存储 采用 Ｏ ａｌ ｒｃｅ 数据库 ， 软件架 构采用 Ｃ Ｓ Ｂ Ｓ ／与 ／ 相结合 的方式 。 系 统 的 网络结 构 由无 线 和有 线 两部 分 网络 组 成 。 无线 网络 目前依托 ＧＳ Ｇ Ｒ 移动公 网和 Ｉｔｒｅ互联 Ｍ／ Ｐ Ｓ ｎｅｎ ｔ
； 机车状态 诊断装置 ；
Ｔ Ｘ２ Ａ 型机车安 全信息综合 监测装置
电 台 语
目
录 音
测 蚕ｌ 监 ｕＩ 部 ｌ 行 … 囊ｌ ｌ检 ｌ～他 Ｉ皇Ｌ Ｌｌ ＩＩ ｌ 测 检ｕ 网呈 ＿爰 ｊＩ ｌ 测 Ｉｌ ｕ ｌ 测 检 道
… … 一
塞全 堡鱼一 ｊ
图 ２ 车载 系 统框 图
一
５３ —
维普资讯
机
车
电
传
动
测， 实现 了对车 载安全设 备 的远 程诊 断 、 时监测 ， 实 保
上的路局 ＭＱ队列 、 车所 属段 的机务段 ＭＱ队列 ；机 机
障了行 车 安全 ， 高 了运 用效 率 。 提 ２ １ 车载系统功能 ．
合状态监测装 置采用 ＲＳ ８ 总线通信方式 。 ４５
②车 载通话 器 用于 司 机与地 面 的话音 服 务 。 ⑧Ｌ Ｓ ＡＩ 车载主机预 留以太网接 口可与机车状态 诊
断装 置 等设 备互 连 。
１３ 地面 系统组成 ．
地面系统 由Ｌ Ｓ ＡＩ 服务器 等计算机 硬件 、 开发的计 算 机应用软件 、 ＡＮ无线局域 网 、 ＷＬ 铁路 Ｔ Ｓ网络等 ＭＩ 组 成 ， 功能划分 可分 为 ５ 按 个子 系统 ， 分别 为车地 传输 系统 、 息交换 系统 、 信 数据处 理 系统 、 Ｌ Ｗ ＡＮ无线传输 系统 及综 合应 用 系统 。
图如图 ２ 所示 。
ｒ…… …………
； Ｋ 车载 设备 ： Ｌ Ｊ ！ 二 ｌ …
ＷＬ ＡＮ ｌ ＧＳ Ｇ Ｒ Ｉ Ｍ／ Ｐ Ｓ
系统 采用 多层 分 布式 体 系结构 ， 车载 系 统按 照信
息采 集 、 信息 处 理 、 息 传 输 ３ 结 构进 行设 计 和 开 信 层 发 ， 面 系统按 照铁道 部 、 地 铁路 局 、 机务段 ３ 层管 理结 构进 行设 计 和 开发 ， 层与 层 间既 独立 又 相互 关联 ， 充 分 利用 了多 层结 构 所 具有 的安 全 性好 、 移 植性 高 、 可 可操 作性 强 、 于 系统集 成 和扩展 的技 术特 点 。 易 在机 车 、 动车组上 需安装 Ｌ Ｓ车载设 备 ， ＡＩ 在路局 需 建设 车地 传 输 系统 、 息 交换 系统 ， 机 务段需 建 信 在 设 地 面 ＷＬ ＡＮ无线 传输 系统 ， 铁道部 、 局 以及机 在 路 务段 需建 设 数据处 理 系统 及综 合应 用 系统 。
系统 总体结 构框 图如 图 １ 所示 。
Ｌ Ｉ 车载设 备 ＡＳ
Ｌ Ｊ ０ ０列 Ｋ ２０
车 运行监控 记 录装置
信息采集模块 ｌ 以太网 ｌ
Ｌ载 德 三 Ａ主 Ｊ 机Ｆ ｓ 车
… … ’ … … … … … … ＇
＝ ｆ ｆ
酬■ ＝： ：＝： ｊ一 ： ： ＝■… ［ ：＝ １ ：＝ ＝ ：： ＝：
① Ｌ Ｓ车载 主机 分别 连接 Ｌ ２ ０ ＡＩ ＫＪ ０ ０监控 装置 、
Ｔ ＡＸ２ 综合状 态监测装置 等 ， 通过信 息采集模块完成 车
载各个安全装备的信息采集。 Ａ Ｓ Ｌ Ｉ车载主机与 Ｌ Ｊ００ Ｋ ２０ 监控装 置采用 隔离 的 Ｃ ＡＮ总线 通信方式 ；与 Ｔ ＡＸ２ 综
１） 车载数 据 的采集
车运转 区间所属 路局 的路 局 Ｌ Ｓ ＡＩ 通信 服务器 。 ②车载 信息应答 。 通过 对路局 Ｌ Ｓ ＡＩ 通信 服务器接 收 到 的车载 信 息进 行分 类 ， 其 中的报 警信 息 、 对 列车
通 过 ＬＫＪ ０ ０ ２ ０ 监控 装 置获取 列 车运行 安全 信息 ， 如 ：列 车车次 、 当机 务段 、 车型 号 、 担 机 机车编 号 、 值
２ 系统功 能
Ｌ— ．． — — ．．— ．— ——— ——— — — —— — — ．— — ．— ——— — ———— — — ——— — — ————— —— ． — —． — — Ｊ
图 １ 系统 总 体结 构 框 图
系 统 实 现 了对 在途 列 车 运 行 状 态 的远 程 实 时 监
网， 将来 向 ＧＳ Ｒ铁路移 动专 网过 渡 ， Ｍ． 主要完 成机 车
１ 系统组成
系统 由车 载 系统 、 面 系统 组 成 ， 地 通过 构 建 车地
无线 传输 网络形 成 “ 地对 车 、 车对地 、 对± 的安全 地 ’ 监控 体 系。
１ １ 总体结构 ．
与地 面间 的远程 实时信息传 输 ；入段 后利用 ＷＬ Ｎ无 Ａ 线局域 网 ， 主要完成将 Ｌ Ｊ０ ０ Ｋ ２ ０ 监控装置等车载设备记 录的全程 数据文 件转储 到地 面 ；有 线 网络 利用 已经建 成 的Ｔ Ｓ ＭＩ 铁路 计算 机网络 系统 ， 主要 完成铁 道部 、 铁 路局、 站段 ３ 网络 范 围内 的数 据信 息传递 。 级 １２ 车载系统组成 ． Ｌ Ｓ车载设备安 装在需要 远程监 控的机车 、 ＡＩ 动车 组 上 ， ＡＩ 由Ｌ Ｓ车载主机 、 车载通话 器 、 围接 口设 备 、 外 ＧＳ Ｇ ＲＳ Ｍ／ Ｐ 天线 、 Ａ ＷＬ Ｎ天线等组成 ， 车载系统连接 框