葉永華

（武漢鐵路局電務(wù)處，武漢 430071）

關(guān)于LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝方案的探討

葉永華

（武漢鐵路局電務(wù)處，武漢 430071）

介紹LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝的現(xiàn)狀，從優(yōu)化車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存放方式、改變基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝方式等方面進(jìn)行闡述，盡可能實(shí)現(xiàn)LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自動(dòng)換裝和LKJ數(shù)據(jù)地面化，以此解決制約LKJ發(fā)展的瓶頸問題。

LKJ；LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；無線換裝；數(shù)據(jù)地面化

1 概述

LKJ2000列車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱LKJ）是列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的重要組成部分，是中國(guó)自主研究開發(fā)的列車行車安全監(jiān)控設(shè)備，具有強(qiáng)大的監(jiān)控、記錄和顯示功能，采用車載預(yù)先存儲(chǔ)線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的方式，對(duì)防止列車“兩冒一超”、減少列車運(yùn)行事故的發(fā)生、保障行車安全和支撐鐵路相關(guān)技術(shù)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

隨著近年中國(guó)鐵路和信息處理技術(shù)的快速發(fā)展，新修、改造線路日益增多；加之適應(yīng)市場(chǎng)需求，列車運(yùn)行圖調(diào)整變化更加靈活。線路的變更、運(yùn)行圖的調(diào)整必然會(huì)導(dǎo)致LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的頻繁更改和換裝，其換裝工作量越來越大，LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝的問題日漸突出。

2015年10月9日，廣鐵集團(tuán)K457次因株州站施工漏換LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的事故，引起總公司安監(jiān)司高度重視，要求各局施工LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝方案報(bào)安監(jiān)部門備案。各鐵路局也將LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錯(cuò)換與漏換列為安全“紅線”范圍管理。

2 LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝現(xiàn)狀分析

2.1車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝程序多、較復(fù)雜

基于LKJ2000研發(fā)的技術(shù)，目前車載數(shù)據(jù)換裝時(shí)，須采用M27C801芯片或?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)轉(zhuǎn)存器導(dǎo)入的方式，更換LKJ監(jiān)控主機(jī)兩塊監(jiān)控記錄插件的U5、U6文件；同時(shí)，還必須采用專用IC卡導(dǎo)入的方式，更換兩端DMI單元中2kdata.bin、2kdata. xlb、2kdata.zmb文件。若涉及運(yùn)行徑路發(fā)生變更，還須同步對(duì)兩塊監(jiān)控記錄插件的LKJ車載控制文件U3、U4進(jìn)行更換。由于DMI和監(jiān)控記錄插件兩部分的換裝需要分開進(jìn)行，但數(shù)據(jù)版本之間需配套使用，且不同的設(shè)備廠家對(duì)應(yīng)不同的數(shù)據(jù)版本，換裝完畢后，還需對(duì)相關(guān)參數(shù)確認(rèn)，各項(xiàng)性能進(jìn)行測(cè)試，這種數(shù)據(jù)換裝的方式對(duì)換裝人員、數(shù)據(jù)版本管理都提出很高的要求。

2.2車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝頻繁、臺(tái)數(shù)多

目前，LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)交路、上下行方式存放在一個(gè)大文件中，其組織結(jié)構(gòu)是一個(gè)無法分割的整體，無論修改數(shù)據(jù)量的多少，均需要對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行更換。

近年來，一是中國(guó)鐵路的快速發(fā)展，新建、改建線路較多；二是運(yùn)輸組織變化較頻繁，列車運(yùn)行圖調(diào)整更加靈活，行包快運(yùn)區(qū)段為適應(yīng)市場(chǎng)的需求經(jīng)常變化；三是保障安全形勢(shì)要求，增加季節(jié)性防洪數(shù)據(jù)和列車反方向運(yùn)行數(shù)據(jù)，這些變化引起車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝工作非常頻繁。

2015年，武漢鐵路局共編制LKJ控制模式版本2版（機(jī)車1版、動(dòng)車1版），編制LKJ數(shù)據(jù)版本102版（機(jī)車65版、動(dòng)車組37版）。各電務(wù)段換裝機(jī)車LKJ數(shù)據(jù)15 239臺(tái)次，換裝動(dòng)車組1 854臺(tái)次。由此可見LKJ車載數(shù)據(jù)換裝工作是如此的頻繁。

2.3車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝點(diǎn)多、較分散

LKJ數(shù)據(jù)換裝工作安排由配屬機(jī)車、動(dòng)車組的機(jī)務(wù)段、動(dòng)車（客車）段或動(dòng)車所的對(duì)口電務(wù)段在電務(wù)車載設(shè)備檢測(cè)工區(qū)進(jìn)行。當(dāng)無法在電務(wù)車載設(shè)備檢測(cè)工區(qū)按照固定徑路列車運(yùn)行圖實(shí)施LKJ數(shù)據(jù)換裝計(jì)劃時(shí)，可由LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變更的線路所屬鐵路局決定在施工地點(diǎn)兩端臨近車站設(shè)置應(yīng)急換裝點(diǎn)，進(jìn)行擔(dān)當(dāng)固定徑路列車牽引任務(wù)機(jī)車的LKJ數(shù)據(jù)換裝。其換裝地點(diǎn)不僅涉及到機(jī)務(wù)段、折返段、動(dòng)車段、動(dòng)車所，甚至還在施工地點(diǎn)臨近車站進(jìn)行應(yīng)急換裝。有的委托換裝不成時(shí)，還需到外局管轄的機(jī)務(wù)段、折返段、動(dòng)車段等地點(diǎn)進(jìn)行換裝。就武漢鐵路局武漢電務(wù)段而言，當(dāng)涉及主要干線數(shù)據(jù)換裝時(shí)，換裝點(diǎn)共計(jì)31個(gè)，其中本局管內(nèi)換裝點(diǎn)12個(gè)，外局管內(nèi)換裝點(diǎn)19個(gè)，LKJ成了名副其實(shí)的“離開家”，車載人員背起行囊到各點(diǎn)進(jìn)行LKJ數(shù)據(jù)換裝。

2.4車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝時(shí)間緊、要求高

當(dāng)需要進(jìn)行LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝時(shí)，換裝電報(bào)一般要求3天內(nèi)全部換裝完畢，電務(wù)段先組織機(jī)務(wù)段制定相關(guān)換裝計(jì)劃，然后安排人員逐臺(tái)車更換、銷號(hào)等方式進(jìn)行換裝，換裝效率比較低。為避免影響機(jī)車周轉(zhuǎn)，換裝的工作節(jié)奏很快，換裝人員承受著高強(qiáng)度的工作壓力。在整個(gè)換裝過程，各鐵路局均制定一系列規(guī)范措施。如采用一個(gè)人更換，一個(gè)人檢查的“雙崗制”，采用軟件版本復(fù)核及卡控系統(tǒng)進(jìn)行管理等，用來防止錯(cuò)換、漏換等事情的發(fā)生。對(duì)于委托換裝時(shí)，還要求36 h前將換裝用的全套LKJ數(shù)據(jù)文件及相關(guān)說明事項(xiàng)提前交受委托實(shí)施的電務(wù)段，換裝完畢后，再通知委托電務(wù)段。所以，LKJ車載數(shù)據(jù)換裝時(shí)間緊、要求高。

3 解決方案

為盡可能減少LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝的復(fù)雜度及工作量，提高換裝的自動(dòng)化水平，可以從優(yōu)化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存放方式，通過建立車地?zé)o線通信網(wǎng)

絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換裝或通過地面應(yīng)答器發(fā)送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)LKJ數(shù)據(jù)地面化等方式進(jìn)行LKJ數(shù)據(jù)換裝。

3.1優(yōu)化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存放方式

將全路LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，且按18個(gè)鐵路局（或公司）進(jìn)行劃分，每個(gè)鐵路局的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)再按照工務(wù)線路及一定的原則劃分成若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的數(shù)據(jù)塊，每個(gè)數(shù)據(jù)塊包含一段線路區(qū)段的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，且每個(gè)數(shù)據(jù)塊有唯一的ID號(hào)。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及包含數(shù)據(jù)內(nèi)容如圖1所示。

圖1　基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

各鐵路局負(fù)責(zé)維護(hù)本鐵路局轄區(qū)內(nèi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，全路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集中管理，既可以將全路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編譯到一個(gè)LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件中，也可以各鐵路局只選擇編譯本局機(jī)車所用到內(nèi)容。

編譯生成的LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)按照隸屬局區(qū)域進(jìn)行存放，每個(gè)局?jǐn)?shù)據(jù)相對(duì)獨(dú)立，對(duì)整個(gè)車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行換裝；也可以只更換基礎(chǔ)數(shù)據(jù)發(fā)生變更局的數(shù)據(jù)，增加換裝的靈活性。

優(yōu)化LKJ設(shè)備中LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存放的位置，取消DMI單元存放的車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，DMI單元所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)由監(jiān)控主機(jī)根據(jù)實(shí)際位置進(jìn)行發(fā)送。既能減輕換裝的復(fù)雜度，又能減少發(fā)生錯(cuò)誤更換的概率。

3.2改變基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝方式

1）通過無線自動(dòng)換裝

在機(jī)務(wù)段、折返點(diǎn)等建立高可靠的WLAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在機(jī)車出入段的集中區(qū)設(shè)置無線WLAN覆蓋區(qū)，在機(jī)車上加裝無線換裝設(shè)備，用于車地間無線通信。

當(dāng)需要進(jìn)行地面LKJ數(shù)據(jù)換裝時(shí)，先通過LKJ數(shù)據(jù)換裝管理軟件制定換裝計(jì)劃，其中應(yīng)包括換裝時(shí)間、涉及到的機(jī)車、換裝匹配的LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件、換裝后軟件版本等信息；當(dāng)機(jī)車進(jìn)入WLAN覆蓋區(qū)域后，地面系統(tǒng)先進(jìn)行機(jī)車入網(wǎng)注冊(cè)，然后進(jìn)行車地?zé)o線傳輸?shù)逆溄樱瑢?shí)施LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自動(dòng)更新，車地?zé)o線通信架構(gòu)如圖2所示。

圖2　車地?zé)o線通信架構(gòu)示意圖

2）通過地面應(yīng)答器實(shí)現(xiàn)LKJ數(shù)據(jù)地面化

實(shí)施CTCS-0級(jí)（簡(jiǎn)稱C0）改造工程，在既有C0區(qū)段，通過在車站附近增設(shè)部分無源應(yīng)答器，實(shí)現(xiàn)向LKJ發(fā)送基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。LKJ進(jìn)行相應(yīng)的軟硬件改造，增加應(yīng)答器傳輸模塊（簡(jiǎn)稱BTM），用于接收應(yīng)答器數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)與控車有關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)下移。在CTCS-2級(jí)（簡(jiǎn)稱C2）區(qū)段直接使用C2系統(tǒng)應(yīng)答器提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和臨時(shí)限速信息。

C0改造工程系統(tǒng)由JT-C系列機(jī)車信號(hào)+LKJ設(shè)備+應(yīng)答器等設(shè)備構(gòu)成，如圖3所示。地面軌道電路連續(xù)提供前方軌道電路閉塞分區(qū)空閑信息（4～5個(gè)閉塞分區(qū)）、以及對(duì)車載測(cè)距進(jìn)行校正；應(yīng)答器用于列車位置修正，并提供線路速度、線路坡度、軌道區(qū)段、里程坐標(biāo)等線路信息；LKJ根據(jù)應(yīng)答器信息和機(jī)車信號(hào)信息計(jì)算“目標(biāo)-距離”模式曲線，并監(jiān)控列車運(yùn)行。

2016年全路電務(wù)工作會(huì)上，將實(shí)施C0改（C0+）試點(diǎn)工程作為全路電務(wù)工作重點(diǎn)之一，以此推進(jìn)LKJ的數(shù)據(jù)地面化進(jìn)程。此項(xiàng)工作已經(jīng)醞釀多年，前期也進(jìn)行了一些室內(nèi)仿真和現(xiàn)場(chǎng)的功能性試驗(yàn)，已經(jīng)具備進(jìn)行工程試驗(yàn)驗(yàn)證的條件。2015年要在北京局京津既有線進(jìn)行試點(diǎn)，這是一項(xiàng)決定未來LKJ的數(shù)據(jù)地面化能否順利實(shí)施的重要試點(diǎn)工程。

圖3　C0改造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)束語

LKJ對(duì)中國(guó)鐵路運(yùn)輸安全起著保駕護(hù)航的關(guān)鍵作用，具有技術(shù)完全自主、功能性強(qiáng)、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)，但是在當(dāng)前中國(guó)鐵路快速發(fā)展的大環(huán)境下，LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的換裝及管理成為制約其發(fā)展的瓶頸，本文提出通過無線方式實(shí)現(xiàn)LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自動(dòng)換裝以及實(shí)施C0改工程，實(shí)現(xiàn)LKJ數(shù)據(jù)地面化的方案，解決了電務(wù)部門需要投入大量人力實(shí)施換裝工作，使中國(guó)列控系統(tǒng)的發(fā)展前景更加廣闊，將為中國(guó)鐵路安全運(yùn)輸事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

［1］鐵總運(yùn)［2014］107號(hào) 列車運(yùn)行監(jiān)控裝置（LKJ）運(yùn)用維護(hù)規(guī)則［S］.

［2］鐵總運(yùn)［2015］101號(hào) 列車運(yùn)行監(jiān)控裝置（LKJ）數(shù)據(jù)文件編制規(guī)范（2015版）［S］.

［3］中國(guó)鐵路總公司.CTCS-2級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2013.

The paper introduces the present status of LKJ on-board basic data reloading from the optimization of on-board basic data structure， storage method and changed reloading mode to realize as much as possible automatic reloading of LKJ on-board basic data from ground equipment， in order to solve the bottleneck problems that restrict the development of LKJ.

LKJ； LKJ on-board basic data； wireless reloading； data from ground equipment

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.04.026

2015-12-01）