7第二节 LKJ2000系统组成及工作原理
LJK-2000型列车运行监控装置
LJK—2000型列车运行监控装置1、系统组成LKJ-2000型列车运行监控记录装置系统结构如图2-1所示，它主要由车载设备、数据转储器（或IC卡）和地面微机系统组成。
车载设备包括一个主机箱（A、B两组）、两个屏幕显示器、速度传感器、压力传感器等。
图2-1 系统结构图2、装置监控模式（1）防冒和防超控制在监控状态中又分为以下三种控制模式：1）固定限速模式：监控装置的最高限速取线路允许速度、机车允许速度和车辆构造速度中的最低值，称为固定模式限速值；固定模式限速值+２km/h确定常用固定模式限速值，按模式限速值+5km/h确定紧急固定制动模式限速值。
未启动常用制动的机车按模式限速值+２km/h确定紧急固定模式限速值。
如：监控装置固定模式限速值为100km/h，则常用固定限速模式值为102km/h，紧急固定制动模式限速值为105km/h；未启用常用制动的机车，紧急固定模式限速值为102km/h。
在机车按固定模式限速值运行时，限速窗口和限速曲线显示为常用固定模式限速值。
常用固定模式限速值-实际速度≤2 km/h时，语音提示；常用固定模式限速值-实际速度≤1 km/h时，卸载；常用固定模式限速值-实际速度≤0 km/h时，实施常用制动控制；紧急固定模式限速值-实际速度≤0 km/h时，实施紧急制动控制。
实施常用制动后，当固定模式限速值-实际速度≥5km/h时，允许缓解。
监控装置在限速为固定限速的情况下采用此控制模式。
2）减速控制模式当前方为进行信号而限速由固定模式限速值下降时，无常用制动模式，直接采用紧急制动控制，限速窗口和限速曲线显示为紧急制动模式限速值。
紧急制动模式限速值-实际速度≤2km/h时，语音提示；紧急制动模式限速值-实际速度≤1km/h时，卸载；紧急制动模式限速值-实际速度≤0km/h时，实施紧急制动控制。
在侧线进站时，监控装置根据机车实际速度进行牵引计算，以道岔点的道岔限速值为标准，考虑尾部过标，得出紧急制动模式限速值；在前方信号黄灯、黄2灯时，监控装置根据机车实际速度，以出口限速（区间90km/h，进站60 km/h）为标准，考虑尾部过标，得出紧急制动模式。
LKJ2000型监控装置构成及原理介绍
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2.12
扩展通信板的主要功能
河南思维
该板有两个作用：
◎1、提供对机车双向标签的RS485通信接口； ◎2、提供对无线数传装置的CAN通信接口，该 CAN 通信是
属于外CAN，监控和其他通信的是内CAN，为了避免外CAN 影响内CAN，在设计扩展通信板的时候，将这两种CAN通信 采用物理隔离，这样避免相互影响，提高设备的安全可靠 性。
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2.5
模拟量输入/出插件
河南思维
模拟量输入/出插件是速度传感器、柴油机转速传感器、 列车管压力传感器、电力机车原边电流互感器、双针速度 表与监控记录插件之间的接口。将速度传感器、转速传感 器输入的信号进行调整处理后送到监控主机插件，将压力 传感器（三路/四路）、原边电流/电压互感器、输入的信 号进行调整处理、模数转换后送到监控记录插件，同时根 据监控记录插件指令送出电流信号驱动双针速度表，送出 脉冲信号驱动里程计。
LKJ2000型监控装置 构成及原理介绍
2008.4
河南思维自动化设备有限公司
目 录
河南思维
◆第一节 装置构成 ◆第二节 装置电路原理介绍
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第一节 装置构成
河南思维
系统结构如下图所示，它由主机箱、显示器、速度传感器、压力传感器、双 针速度表、转储器、事故状态记录器构成，并与SJ-93或SJ-94通用式机车信号 一起构成一个超速防护系统。
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2.1 系统原理
河南思维
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2.1 系统原理—双机热备原理介绍
河南思维
为了提高工作可靠性，系统采用双机主从热备冗余方式，系统主机由A、B两组 完全独立控制单元组成，如下图所示： 热备：主机、备机 插件或通道冗余 （电源、监控除外） 主机的电源或监控故障则备机 转为主机 CAN总线：A、B组冗余方式
LJK-2000型列车运行监控装置
LJK—2000型列车运行监控装置1、系统组成LKJ-2000型列车运行监控记录装置系统结构如图2-1所示，它主要由车载设备、数据转储器（或IC卡）和地面微机系统组成。
车载设备包括一个主机箱（A、B两组）、两个屏幕显示器、速度传感器、压力传感器等。
图2-1 系统结构图2、装置监控模式（1）防冒和防超控制在监控状态中又分为以下三种控制模式：1）固定限速模式：监控装置的最高限速取线路允许速度、机车允许速度和车辆构造速度中的最低值，称为固定模式限速值；固定模式限速值+２km/h确定常用固定模式限速值，按模式限速值+5km/h确定紧急固定制动模式限速值。
未启动常用制动的机车按模式限速值+２km/h确定紧急固定模式限速值。
如：监控装置固定模式限速值为100km/h，则常用固定限速模式值为102km/h，紧急固定制动模式限速值为105km/h；未启用常用制动的机车，紧急固定模式限速值为102km/h。
在机车按固定模式限速值运行时，限速窗口和限速曲线显示为常用固定模式限速值。
常用固定模式限速值-实际速度≤2 km/h时，语音提示；常用固定模式限速值-实际速度≤1 km/h时，卸载；常用固定模式限速值-实际速度≤0 km/h时，实施常用制动控制；紧急固定模式限速值-实际速度≤0 km/h时，实施紧急制动控制。
实施常用制动后，当固定模式限速值-实际速度≥5km/h时，允许缓解。
监控装置在限速为固定限速的情况下采用此控制模式。
2）减速控制模式当前方为进行信号而限速由固定模式限速值下降时，无常用制动模式，直接采用紧急制动控制，限速窗口和限速曲线显示为紧急制动模式限速值。
紧急制动模式限速值-实际速度≤2km/h时，语音提示；紧急制动模式限速值-实际速度≤1km/h时，卸载；紧急制动模式限速值-实际速度≤0km/h时，实施紧急制动控制。
在侧线进站时，监控装置根据机车实际速度进行牵引计算，以道岔点的道岔限速值为标准，考虑尾部过标，得出紧急制动模式限速值；在前方信号黄灯、黄2灯时，监控装置根据机车实际速度，以出口限速（区间90km/h，进站60 km/h）为标准，考虑尾部过标，得出紧急制动模式。
LKJ2000讲义
列车距前方地面信号机的距离、显示控制速度值 和列车实际运行速度值 、显示运行线路状况、显
示机车优化操纵曲线、其它运行参数及设备状态
的显示等。当实际运行速度接近控制速度、机车
信号显示状态变化、列车运行前方有分相绝缘、
接近联控呼唤地点时，进行语音提示。
第三、运行记录功能
鉴定，装置包括一台主机、两台显示器及 用于机车状态信息采集的传感器。列车行 车命令通过轨道传送给机车，地面线路数
据存储在监控主机中。主机完成列车运行
速度、机车牵引工况、列车管压力、机车
信号色灯条件及地面线路参数的判断、计
算，及时发出相关指令，控制列车安全运
行。
一、LKJ2000型监控装置的主要功能：
误操纵列车，对保证行车安全和对行车事故客观
判定起到了非常有效的作用，得到了各级领导和
行车单位的高度肯定，有力地推动了监控装置的
更新发展。至1998年底，全路主要干线机车已
全部安装了监控装置。
第二部分 LKJ2000型监控装置基本原理
•
•
LKJ2000列车运行监控记录装置是在铁道部
统一组织领导下，由多家科研机构、企业及铁路
• 1、主机箱
主机箱采用6U国际标准机箱，是系统的控 制中心，其内部由A、B两组各七个完全相 同的控制单元组成，各插件排列顺序依次 为：监控记录、地面信息、通信、模拟量 输入／出、数字量输入、数字量输入／出、 电源。
• 2、显示器 • 采用10英寸TFT高亮度彩色液晶显示屏， 以屏幕滚动方式显示实际运行速度曲线及 限制速度曲线，以图形、符号和文字显示 地面信号机的位置、种类及线路曲线、坡
常操纵和运行效率的提高，提高了控制精
LKJ-2000监控装置资料说明
LKJ-2000监控装置资料说明LKJ-2000监控装置一．LKJ2000监控装置功能简介LKJ2000型列车运行监控记录装置是在LKJ-93型监控装置成功运用基础上，借鉴国内外先进列车超速防护及列车控制技术而研究开发的新一代列车超速防护设备。
是采用了先进的32位微处理器技术、安全性技术以及数字信号处理技术等来保证列车行车安全的控制装置。
它是既有列车行车安全设备的升级换代产品。
二．系统构成及说明1）监控主机箱（双套模块冗余）1台2）显示器（数码显示器或屏幕显示器）2个3）转储器地面配置4）事故状态记录器(黑匣子) 1个5）双针速度表（带里程计或不带里程计）2个6）光电式速度传感器2个7）压力传感器3个LKJ2000型列车运行监控记录装置基本组成结构主要是一个主机箱和二个显示器（屏幕或数码）。
其速度信息来自安装在机车轮对上的TQG15或DF16光电式速度传感器，速度信号的基本配置为二通道（可扩充至三通道），如果二通道速度信号相位相差90。
，则可以满足装置相位防溜功能的需要。
在无相位防溜功能的情况下，二通道速度信号可分别取自二个速度传感器。
机车信号信息可取自JT1-A(SJ93)、JT1-B(SJ94)通用式机车信号装置（取点灯条件），也可通过RS485/RS422串行通信方式获取。
压力检测除了检测列车管压力外，还检测机车均衡风缸压力及制动缸压力，均衡风缸压力信号用于反馈控制以提高常用制动减压量控制精度，制动缸压力信号主要在机车单机运行时作为状态记录依据。
压力传感器可采用TQG14型机车压力变送器。
指针式速度指示可采用ZL型或EGZ3/8型双针速度表，双针速度表实际速度与限制速度指针依靠装置主机驱动，驱动信号为0—20mA的电流信号。
在装置关机情况下，由数/模转换盒驱动。
I端双针速度表的里程计指示可由监控装置驱动，在安装了数/模转换盒的情况下，也可由数/模转换盒驱动。
双针速度表照明电源为机车照明电源。
LKJ2000列车运行监控记录装置
（3）记录条件
① 运行记录条件： ➢ 实际、限制速度变化2km/h。 ➢ 列车管、制动缸、均衡风缸压力变化20kp。 ➢ 柴油机转速变化100r/min。 ➢ 机车信号显示及平面调车灯显信息变化。 ➢ 机车工况变化。 ➢ 机车过闭塞分区（轨道绝缘节）。
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（3）记录条件
➢ 装置控制指令输出。 ➢ 司机操作装置。 ➢ 地面传输信息变化。 ➢ 装置报警。 ➢ 装置异常。 ② 运行事故状态记录： ➢ 机车走行距离每变化5m将运行参数记录项目记录一次。
辆构造速度。 ➢ 防止机车高于规定的限制速度调车作业。 ➢ 在列车停车情况下，防止列车溜逸。 ➢ 可按临时增加的运行要求控制列车不超过临时限速。
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1、监控功能
➢ 走停走。在自动闭塞区段，列车在显示停车的信 号机前停车2分后又继续向此关闭信号机防护的分 区运行，保证在该信号机防护的分区内运行速度 不超过规定的限制速度。
➢ 列车通过显示黄灯、双黄灯、黄闪黄的进站信号 机进入站内无码区段时，监控装置按照前方信号 机关闭进行控制。经正、副司机同时确认操作后， 允许列车低于规定速度通过该信号机。
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2、记录功能
（1）一次性记录项目： ➢ 1、开机记录：日期、时间、机型、机车号、装置编
号、机车轮径。 ➢ 2、输入参数的记录：车次、司机号、副司机号、区
➢ 采用连续平滑速度模式曲线控制。最大限度地适应司 机正常人工操纵，提高实时计算取得速度控制值。对 每一速度控制值均针对限速目标按验证成熟的数学模 型进行计算取得。采用了先进的32位CPU作为系统主 机，提高了运行速度、控制精度和数据处理能力。
二、装置特点
➢ 装置主要控制过程全部采用计算机实现。适应性强， 便于规范管理。
➢ 提高了设计可靠性。系统采用模块级主从机热备冗余， 工作机故障时，自动切换到热备机工作；任何一单元 或通道出现故障，自动启用备用单元或备用通道。
LKJ2000型监控装置的组成和功能
LKJ2000型监控装置的组成和功能1.车载设备：车载设备是安装在列车上的，用于采集车辆运行数据和实时监测列车运行状态。
车载设备包括车载监控器、传感器、导航仪和通信设备。
车载监控器用于实时显示列车运行状态、记录车辆故障和异常事件。
传感器用于采集列车速度、加速度、车体姿态、车轴温度等数据。
导航仪用于定位列车位置和导航路径。
通信设备用于与数据处理中心和地面设备进行数据交换。
2.地面设备：地面设备部署在列车运行区段的地面设施上，用于接收和处理车载设备传输过来的数据，并进行分析和预警。
地面设备包括信号基站、数据处理设备和报警系统。
信号基站是接收车载设备发送过来的数据和指令的设备。
数据处理设备用于对接收到的数据进行分析、整理和存储，生成列车运行状态报告和异常事件预警。
报警系统用于向驾驶员和调度员发送警示信息，以便他们能够及时采取措施处理突发事件。
3.数据处理中心：数据处理中心是监控装置的核心部分，用于集中管理和处理从地面设备接收到的数据。
数据处理中心包括数据中心服务器、数据库和软件系统。
数据中心服务器负责接收、存储和管理从地面设备传输过来的数据。
数据库用于存储和管理大量的列车运行数据和历史记录。
软件系统用于对接收到的数据进行处理、分析和展示，生成各类报告和图表，以便调度员和管理人员进行实时监测和分析。
1.运行监控：通过车载设备采集列车的运行数据，包括速度、加速度、车体姿态、车轴温度等，同时监测列车的位置和运行路径。
通过地面设备对接收到的数据进行分析和处理，以及向驾驶员发送实时警示信息，确保列车安全运行。
2.异常预警：监控装置通过分析车载设备传输过来的数据，可以实时检测并预警列车的异常情况，如超速、脱轨、温度过高等。
一旦出现异常情况，装置会通过报警系统向驾驶员和调度员发送警示信息，以便及时采取措施避免事故发生。
3.数据分析：监控装置通过收集和处理车载设备传输过来的数据，可以生成各类报告和图表，用于分析列车运行状态和趋势，提供参考和决策依据给管理人员。
LKJ2000型简介
压力传感器
双针速度表
速度传感器
压力传感器
双针速度表
1．采用32位微处理器技术
2．双机热备冗余工作方式
3．地面信息交换接口
4．采用CAN通信网络
多主通信方式
CRC校验方式 高通信速率 短帧数据结构
5．电磁兼容设计原则
满 足 EN50121-3-2 电磁兼容标准要求。
6．控制模式
可实现车载存储数据与地面传输 信息相结合
LKJ2000系统简介
LKJ2000型列车运行监控记录装置
系统构成 基本功能 技术特点 主要技术参数 发展前景
硬件组成
LKJ2000 型列车 运行监控记录装置基 本组成如下：
主机箱 压力传感器 显示器
事故状态记录器（选件）
速度传感器
双针速度表
系统结构框图（车载部分）
列车总线 控制输出 通用式 机车信号 Ⅱ端显示器 LKJ2000主机箱
7．压力的采集和记录
增加对机车均衡风缸压力和制动 缸压力的采集和记录功能
参 数 主处理器 监控程序存储容量 地面数据存储容量 记录数据存储容量 转储器容量 系统通信速率 压力信号输入通道 控制输出
93型 16位 32KB 128KB 256KB 1MB 9.6Kbit/S 1路 4路
2000型 32位 1MB 1MB 2MB 8MB 300Kbit/S 4路 8路
机车工况输入
Ⅰ端显示器
Ⅱ端双针表
Ⅰ端双针表
压力传感器1 事故状态记录器
压力传感器2 速度信号（2路） 压力传感器3
主机箱
电源 数字量输入/出 通信 地面信息处理 监控记录
数字量输入
备用
模拟量输入/出
LKJ2000检修指南
1. 系统电路原理1.1 系统构成说明LKJ2000型监控装置车载系统主要由主机箱、显示器、事故状态记录器（选件）、速度传感器、压力传感器、双针速度表组成，其中显示器分数码显示器与屏幕显示器二种。
装置主机采用双套热备冗余工作方式，由A、B二组完全独立的控制单元组成，每组单元都有完整的信号输入及控制输出接口模块，单元内部各不带CPU的模块之间采用VME并行总线与监控主机模块连接，不带CPU的模块包括模拟量输入/输出模块、数字量输入模块、数字量输入/输出模块及电源模块；带CPU的模块之间采用CAN标准串行总线连接，这些模块包括监控主机模块、地面信息处理模块及通信模块。
系统内部串行通信网络CAN也采用A、B组冗余方式。
A、B组监控主机模块之间采用同步通信方式进行数据交换。
主机箱与显示器及事故状态记录器之间采用与主机箱内部网络相同的双路CAN网络进行连接。
系统框图如下：图1 LKJ2000型监控装置系统框图1.2 信号输入电路1.2.1 数字信号输入电路数字量输入信号包括机车信号点灯条件输入和机车工况信号输入。
机车信号输入为50V电平信号，取自通用式机车信号装置；机车工况输入为110V电平信号，取自机车控制回路。
监控装置从通用式机车信号装置获得机车信号点灯条件后同时输入至数字输入插件A及数字输入插件B，经隔离等处理后分别输出至监控主机A及监控主机B。
机车工况信号输入主机后，先经过过压抑制板处理（抗干扰），然后输入至数字输入/输出插件A及数字输入/输出插件B。
机车工况信号输入见下图：图2 机车工况信号输入电路图1.2.2 模拟信号输入电路1) 压力信号输入装置可提供4路压力信号输入接口。
在通常情况下，输入列车管压力信号、制动缸压力信号以及均衡风缸压力信号各1路；有时根据不同的车型，需要输入2路制动缸压力信号或均衡风缸压力信号。
压力信号采集全部采用相同的压力传感器TQG14型，各个压力传感器采用同一供电电源，此15V电源由A、B机电源插件输出的压力传感器电源并联后供给。
LKJ2000型操作手册
第一章 LKJ2000型监控装置简介第一节 装置组成及界面LKJ2000型监控装置主要由主机、显示屏显示器、压力传感器、速度传感器、常用制动装置、紧急放风阀及连接电缆等组成。
一、主机主机内部由A、B 两组完全相同的控制单元（分别称为A 机、B 机）组成，每组有8个插件位置。
主机前面板布局如图1.1所示。
图1.1 主机前面板布局图主机后背板上设有电缆连接插座和电源开关。
二、显示器（一） 显示器组成显示器由10英寸的TFT 高亮度彩色显示屏、21个薄膜键的小键盘和IC 卡读卡器组成。
显示器如图1.2所示。
机车信号图1.2 LKJ2000型显示器（二）显示屏显示界面1．显示屏最上方的数据窗口依次为：机车信号灯、速度等级、当前速度、限速、距前方信号机距离、当前信号机编号、当前信号机类型、日期和时间。
具体为：⑴机车信号灯显示窗口：显示机车当前接收的信号状态：如绿3、绿2、绿灯、绿黄灯、黄灯、红灯、红/黄灯、双黄灯、黄2灯、白灯、黄闪黄、红黄闪、黄2闪等；⑵速度等级显示窗口：从上至下有LC、SD3、SD2、SD1四种速度等级， SD1、SD2、SD3组合成不同的速度等级显示；⑶当前速度窗口：显示机车当前的实际运行速度（绿色数字）；⑷限制速度窗口：显示机车当前的允许运行速度（红色数字）；⑸距前方信号机距离窗口：显示列车距前方信号机的距离（黄色数字）；⑹信号机类型窗口：显示前方信号机的编号和信号机的种类；⑺里程窗口：显示机车当前所在的工务里程；⑻日期和时间窗口：显示当前的系统日期及时间。
2．显示屏右侧为系统状态指示灯，自上到下依次为：⑴〖故障〗：系统与所有单元通讯中断时，此灯点亮；⑵〖降级〗：装置处于降级工作状态时，此灯点亮；⑶〖紧急〗：装置发出紧急制动指令时，此灯点亮，停车后灯灭；⑷〖常用〗：装置发出常用制动指令时，此灯点亮，缓解操作成功后灯灭；⑸〖卸载〗：装置发出卸载动作指令时，此灯点亮，满足加载条件后灯灭；⑹〖解锁〗：解除停车控制成功后，此灯点亮，4S后自动熄灭；⑺〖开车〗：列车运行参数有效设定完毕后灯亮，按压【开车】键响应后灯灭；⑻〖调车〗：处于“调车”状态时灯亮，退出“调车”状态时灯灭；⑼〖有权〗：显示“有权”时本端显示器有操作权，显示“无权”时本端显示器无操作权；⑽〖客货/巡检〗：设定完毕后显示当前的客货状态，显示“客本”时，装置处于客车本务状态；显示“货本”时，装置处于货车本务状态；显示“客补”时，装置处于客车非本务状态；显示“货补”时，装置处于货车非本务状态。
LJK—2000型列车运行监控装置
LJK—2000型列车运行监控装置1、系统组成LKJ-2000型列车运行监控记录装置系统结构如图2-1所示，它主要由车载设备、数据转储器（或IC卡）和地面微机系统组成。
车载设备包括一个主机箱（A、B两组）、两个屏幕显示器、速度传感器、压力传感器等。
图2-1 系统结构图2、装置监控模式（1）防冒和防超控制在监控状态中又分为以下三种控制模式：1）固定限速模式：监控装置的最高限速取线路允许速度、机车允许速度和车辆构造速度中的最低值，称为固定模式限速值；固定模式限速值+２km/h确定常用固定模式限速值，按模式限速值+5km/h确定紧急固定制动模式限速值。
未启动常用制动的机车按模式限速值+２km/h确定紧急固定模式限速值。
如：监控装置固定模式限速值为100km/h，则常用固定限速模式值为102km/h，紧急固定制动模式限速值为105km/h；未启用常用制动的机车，紧急固定模式限速值为102km/h。
在机车按固定模式限速值运行时，限速窗口和限速曲线显示为常用固定模式限速值。
常用固定模式限速值-实际速度≤2 km/h时，语音提示；常用固定模式限速值-实际速度≤1 km/h时，卸载；常用固定模式限速值-实际速度≤0 km/h时，实施常用制动控制；紧急固定模式限速值-实际速度≤0 km/h时，实施紧急制动控制。
实施常用制动后，当固定模式限速值-实际速度≥5km/h时，允许缓解。
监控装置在限速为固定限速的情况下采用此控制模式。
2）减速控制模式当前方为进行信号而限速由固定模式限速值下降时，无常用制动模式，直接采用紧急制动控制，限速窗口和限速曲线显示为紧急制动模式限速值。
紧急制动模式限速值-实际速度≤2km/h时，语音提示；紧急制动模式限速值-实际速度≤1km/h时，卸载；紧急制动模式限速值-实际速度≤0km/h时，实施紧急制动控制。
在侧线进站时，监控装置根据机车实际速度进行牵引计算，以道岔点的道岔限速值为标准，考虑尾部过标，得出紧急制动模式限速值；在前方信号黄灯、黄2灯时，监控装置根据机车实际速度，以出口限速（区间90km/h，进站60 km/h）为标准，考虑尾部过标，得出紧急制动模式。
LKJ监控软件工作原理
2．LKJ2000型的控制模式曲线是根据2000年颁布的新《牵规》计算的，而LKJ-93型是依据1982年颁布的旧《牵规》。
3．LKJ2000型监控软件的容量最大可达1024KB，是LKJ-93型（不到32KB）的数十倍，因而具有更大的可扩充性。
3）根据管压力的变化决定对管压力是否记录。
3.“制动缸压力处理”子程序
该子程序主要完成3个功能：
1）将制动缸压力通道的信号转换值根据压力信号的特点作进一步的的滤波处理，然后通过比例运算转化为真正的制动缸压力值，单位为kPa。
2）对制动缸压力进行双机冗余处理，处理方法统一见“模拟信号的”一节。
3）根据制动缸压力的变化决定对制动缸压力是否记录。
4．LKJ2000型监控软件使用C++语言编制，更可靠、更易于维护，而LKJ-93使用汇编语言编制，维护困难。
5．LKJ2000硬件具有双套，因而软件上较多地考虑了双机冗余措施，理论上可靠性更高。
二、双机热备
LKJ2000型的一个重要特点是双套冗余，也就是说，有两套完全一样的设备同时在工作，一套为主，一套为辅，当为主的一套发生故障而不能正常工作时，装置会自动地切换到另一套继续工作，控制模式不会中断。
这里所指的模拟信号是指幅值连续变化的，并以幅值的大小作为度量的信号。在LKJ2000监控装置中，共有8路模拟信号，分别是列车管压力、闸缸压力、均衡风缸Ⅰ压力、均衡风缸Ⅱ压力、自检电压、原边电压、原边电流和加速度计。这些信号共用同一A/D转换器，由软件通过多路开关切换在任一时刻只选择其中的一路信号进行采样。
B．为了保证记录数据的合法性，双机系统中A机和B机的记录数据应保持一致。可任从A机或B机转录数据且结果相同。
2000型监控装置(LKJ)机车乘务员操作使用手册
2000型监控装置（LKJ）机车乘务员操作使用手册第一章LKJ基本构成和原理1.1 基本构成LKJ包括装设于机车上的主机、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。
1.2 控制原理LKJ采用车载计算机预先存储基础数据文件的控制方式（即车载控制模式），在运行时根据列车所处位置按顺序调取车载存储的数据文件，按装置接收到的前方信号显示并根据列车速度实时计算列车走行距离来产生控制模式曲线。
当列车速度达到控制模式曲线时，装置对列车实施卸载、常用制动及紧急制动，防止列车越过关闭的信号机或超速运行。
1.3 主要功能LKJ具有监控、记录、显示和语音提示的功能。
1.3.1 监控功能防止列车越过关闭的地面信号机，防止列车超过各类允许速度，即防止“两冒一超”。
1.3.2 记录功能对机车的运行信息、乘务员的输入信息及装置的设置信息进行记录。
1.3.3 显示和语音提示功能显示机车的实际速度、限制速度等运行信息，并对机车信号状况、限速值变化、乘务员输入信息等进行语音提示。
第二章有关控制模式2.1 监控状态控制模式2.1.1 监控状态下的控制2.1.1.1 报警、卸载、常用、紧急、缓解动作速度差值报警、卸载、常用、紧急、缓解动作速度差值表控制条件报警km/h 卸载km/h 常用km/h 紧急km/h 常用动作后允许缓解km/h 卸载动作后允许加载km/h 常用制动减压量（kPa）备注固定限速下－3 －2 0 +3 -11 －4 80 限制速度为显示器显示限速减速信号或减速地点前－5 －1 0 +3 —1（出口限速）－4 客车130货车120停车条件下－5 －1 0 +3 停车－4 客车130货车120站内停车－5 －4 无0 无－6道岔及临时限速－3 －2 0 +2 －4 －4 802.1.1.2 卸载控制当机车工况处于电阻制动位时，LKJ将不执行卸载指令。
2.1.1.3 常用制动控制列车运行速度达到常用制动限速值时，LKJ实施常用制动。
7第二节 LKJ2000系统组成及工作原理
另一方面启动过压抑制板上3min延时电路，在 3min内人工关闭主机电源，否则实施紧急制动。
在出现系统故障时，将封锁A、B机制动控制输 出，3min后紧急制动控制由过压抑制板完成。
四、监控主机箱
电源
数字量输入/出
通信 地面信息处理 监控记录
数字量输入
安装：位置要求在LKJ2000主机箱临近的位 置，必需保证原有通信电缆能与接插件可 靠接触。
11、本/补切换装置 功能：实现硬件切换电气隔离的功能。 特点：操作简便，装置上只有一个切换开关供操 作使用，控制模式切换简单可靠，防止误操作。
12、调车灯显示接口盒 功能：提供无线调车灯显设备与监控装置之间的 接口，能够在调车时实现机车信号与无线调车灯 显信息的转换，同时为无线调车灯显提供工作电 源。
显示实 际管压、 闸压、工 况等操作 信息
线路纵断面 按键区
状态指示 IC卡插槽
屏幕显示器采用10.4英寸TFT高亮度彩色液晶显示屏，是监 控装置主要的人机交互单元。
3、列车事故状态记录器(黑匣子） (1)事故前30分钟状态记录 (2)高密度记录数据：1次/5米 (3)抗冲击、防水、耐高温
4、转储器
可将车载记录数据转录至地面微机系统供分析处理。 其采用大容量非易失性数据存储器。转储器与车载主机 的数据以及与地面微机的数据转录均采用RS-232通信方 式，具备数据校验功能。
5、速度传感器
安装在机车轮对上的TQG15或DF16光电式速度传感器，速 度信号的基本配置为二通道（可扩充至三、四通道）。 二通道速度信号可分别取自二个速度传感器。
6、压力传感器
压力传感器提供压力信息。采用TQG14型机车压力变送器。 压力信息除了检测列车管压力外，还检测机车均衡风缸 及制动缸的压力。
CRH2型动车组LKJ2000系统
CRH2型动车组LKJ2000系统16.3.1 概述CRH型动车组两头车还各装有1套列车运行监控记录装置(简称监控装置)，这是保障列车在CTCS0 CTCS线路上的运行安全为主要目的的列车速度控制装置。
该装置在实现安全速度控制的同时，采集记录与列车安全运行有关的各种机车运行状态信息。
LKJ2000 型监控记录装置与上一代相比，在可靠性、可扩充性、易用性等各方面都有了很大的提高。
尤其是可靠性，除在芯片选型、信号隔离、信号屏蔽、抗干扰、抗辐射等方面采取措施以外，还采用了双机冗余技术。
16.3.2 系统硬件构成16.3.2.1 LKJ2000型监控装置的特点(1) 车载存储线路参数。
LKJ2000 型监控装置将列车运行全部线路设施资料预先存储于主机中，不用在地面增设附加设备。
(2) 采用连续平滑速度模式曲线控制。
将线路设施固定限速、闭塞指令限速等各种控制要求的控制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，提高了运行效率和控制精度。
(3) 实时计算取得速度控制值。
LKJ2000 型监控装置采用了先进的32位CPU乍为系统主机具有更高的运行速度、控制精度和更强的数据处理能力。
(4) 装置主要控制过程全部采用计算机实现。
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行车要求，通过写入不同的线路资料和控制条件予以适应，因此，适应性强，便于规范管理。
(5) 提高可靠性设计。
LKJ2000 型监控装置系统采用模块级主从机热备冗余。
当工作机发生故障，便自动切换到热备机工作；当任何一个单元或通道出现故障，便自动启动备用单元和备用通道。
采用控制器局域网(CAN)作系统内部通信方式进行数据交换，具有高强的检错与纠错能力，传输可靠性大为提高。
(6) 提高安全性设计。
LKJ2000 型监控装置的故障安全措施较前代做了很大加强。
在双机数据处理方面，速度信号故障、轨道绝缘节识别故障、通信故障等的检测、判断和处理方面均进行了专门设计。
LKJ-2000监控装置原理分析
LKJ-2000型列车运行监控纪录装置原理分析学生姓名：单摘要为了保证列车安全运行是铁路的首要任务,列车运行监控记录装置是我国铁路经20多年研究而不断完善的安全保障设备。
对防止列车“二冒一超”,减少列车运行事故的发生,改善旅客乘车环境,促进机务管理,减少机务行车责任事故等方面有显著的效果。
我从以下几个方面介绍分析LKJ2000监控装置的原理：1LKJ2000型列车运行监控记录装置的具体设计。
2LKJ2000型监控装置的特点、功能和主要技术参数。
3系统地阐述了其硬件和软件设计原理,各插件的设计原理和方法,4分析了该装置的可靠性、安全性并完成了冗余性设计,采用数学计算方法,对冗余结构进行了对比分析;研究了电磁兼容技术与故障检测技术对提高可靠性的作用。
关键词：电力机车；主机；传感器；屏幕显示器；事故状态记录器目录摘要 (I)引言 (Ⅱ)1．监控装置的组成及功能 (4) (4) (5)2．LKJ-2000监控装置技术基础 (7) (7) (8)3 LKJ-2000型监控装置的硬件 (9) (10) (10) (10) (10) (11) (11) (11)过压抑制板 (13)4．显示器 (13) (13) (14) (14) (14) (15)4.6乘务员操作 (16)5．监控模式介绍 (19) (19) (19)…………………………………………………………………...………………………… (21) (21) (23)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)引言LKJ2000型列车运行监控记录装置（简称LKJ2000）是在LKJ-93型监控装置成功运用基础上，借鉴国内外先进列车超速防护及列车控制技术而研究开发的新一代列车超速防护设备。
它吸收了LKJ-93HE JK-2H型装置的优点。
采用了先进的32位微处理器MC68322的安全性技术以及数字信号处理技术等来保证列车行车安全的控制装置。
软件设计采用了面向对象的编程方法，使用C++语言进行程序设计，它是既有列车行车安全设备的升级换代产品。
LKJ2000型监控装置构成及原理介绍
河南思维
地面信息处理插件主要是完成地面轨道电路绝缘节点的识 别，为监控记录插件提供用以校正前方信号机距离的绝缘 节信号。并留有接收并处理地面轨道点式或叠加信息（哈 大线）的接口。 LKJ-93A型监控装置的绝缘节检测插件对机车地面感应器 信号采用模拟电路进行滤波，而我国铁路信号的制式相对 比较复杂，而每一种制式又必须有与之相对应的滤波电路， 因此造成电路相对复杂，且不能完全兼顾。为解决上述问 题带来的诸多不便，在LKJ2000型监控装置中，采用了数 字信号处理（DSP）技术实现数字滤波。
河南思维
数字量输入/出插件实现以下功能： ◎ 将机车工况等110V信号进行隔离和电平转换后送数据总线，并 且各通道具有自检功能；
LW：零位 XQ：向前 XH：向后 QY：牵引 ZD：制动 SBBAK0～SBBAK2：备用通道
◎ 输出隔离的开关量控制信号，对机车常用制动阀和紧急制动阀
等进行控制，输出通道也具有自检功能； ◎ 将系统工作正常时监控板送来的“系统正常”脉冲转换成“系 统故障信号”，系统故障时使系统交权。
主 机 485（预留） CANA CANB 3×7矩阵键盘 232 8路开关量输入
主机15V
232串口
23
2.11
母板的主要功能
河南思维
完成各插件的VME并行总线的连接以及输入/输出信号的连 接。母板的上半部分为VME总线，采用标准的96芯连接器； 下半部分是信号的输入/输出，采用标准的48芯连接器。 母板的背面装有四个48芯插座（x17、x18、X19、X20）。 插件的对外引线通过母板的印制线分别与这四个插座相连， 然后通过内部连线送到主机箱后盖板的航空插头上。
LKJ2000型监控装置 构成及原理介绍
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三、信号输入/输出电路
1、信号输入电路 （1）数字信号输入电路
包括：机车信号点灯条件输入和机车工况信号输入。 机车信号输入为50V电平信号，取自机车信号。 机车工况输入为110V电平信号，取自机车控制回路。
（2）模拟信号输入电路
①压力信号输入
装置提供4路压力信号输入接口。通常：列车管、 制动缸、均衡风缸各一路。有时：2路制动缸压力 或均衡风缸压力信号。各压力传感器采用同一15V 电源供电。
二、系统通信结构
系统原理框图如教材3-4所示 装置主机采用双套热备冗余工作方式，由A、B两组 完全独立的控制单元组成，每组单元都有完整的信号 输入及控制输出接口模块连接。 不带CPU的插件包括模拟量输入/出插件、数字量输 入插件、数字量输入/出插件及电源插件。之间采用 VME并行总线与监控记录插件连接。 带CPU的插件之间采用CAN标准串行总线连接，这些 模块包括监控记录插件、地面信息处理插件及通信插 件。
②速度信号输入
装置提供3路速度信号输入接口。通常：仅输入2路 速度信号，取自一个或两个速度传感器。各传感器 采用同一15V电源供电。
2、信号输出电路 （1）数字信号输出
装置提供6路常用制动控制输出及1路紧急制动控 制输出，其中3路常用制动控制输出用于“切除牵引 动力”、“常用制动”或“切断风源”以及“制动 排风”，另外3路备用。
5、数字量输入插件
数字量输入插件完成对机车信号的采集，并将 转换后的电平送到数据总线，供监控记录插件 采样。插件共有16路开关量输入通道，由机车 信号输入通道和机车信号自检电路两部分组成。
6、数字量输入/输出插件
数字量输入/出插件实现以下功能： 将机车工况等110V信号进行隔离和电平转换后送数
6、压力传感器
压力传感器提供压力信息。采用TQG14型机车压力变送器。 压力信息除了检测列车管压力外，还检测机车均衡风缸 及制动缸的压力。
7、指针式速度指示
指针式速度指示采用ZL型或EGZ3/8型双针速度表。 双针速度表的实际速度与限制速度指针依靠装置主机驱 动。在装置关机情况下，实际速度指针可用数模转换盒 驱动。1端双针速度表的里程计指示可由监控装置驱动， 在安装了数模转换盒的情况下，也可由数模转换盒驱动。 双针速度表照明电源采用机车照明电源。
备用 模拟量输入/出
1、监控记录插件 监控记录插件负责完成监控 运行参数的记录和同步， 通过CAN总线及VME总线与 其它插件或装置进行数据 信息交换，并具有将所记录 的数据向转储器传送的功能。 其原理如图所示：
2、地面信息处理插件
作用：地面信息处理插件主要是完成地面轨道电路 绝缘节点的识别，为监控记录插件提供用以校正前 方信号机距离的绝缘节信号。并留有接收并处理地 面轨道点式或叠加信息的接口。
可将车载记录数据转录至地面微机系统供分析处理。 其采用大容量非易失性数据存储器。转储器与车载主机 的数据以及与地面微机的数据转录均采用RS-232通信方 式，具备数据校验功能。
5、速度传感器
安装在机车轮对上的TQG15或DF16光电式速度传感器，速 度信号的基本配置为二通道（可扩充至三、四通道）。 二通道速度信号可分别取自二个速度传感器。
Ⅱ端显示器
LKJ2000主机箱
Ⅰ端双针表 速度信号（2路）
压力传感器1
压力传感器2 压力传感器3
Ⅱ端双针箱为系统控制中心，其内部由A、B两组完全相同的 控制单元组成。每组含有8个插件位置（包括一个预留位 置），两组插件对称排列。这7个插件从中心往两边排列依 次是监控记录插件、地面信息插件、通信插件、模拟量输 入/出插件、数字量输入插件、数字量输入/出插件、电源 插件。机箱采用后盖板对外出线方式。所有输入输出信号 均通过机箱后盖板连接器引出。
8、过压抑制板
由于机车上使用的大功率设备较多，特别是一些大的 感性负载启停时会给机车的电器系统造成严重污染， 使得机车电压有较大幅度的涨落。
比如：机车上电机的启停，机车头灯开启时的拉弧， 还会造成很高的尖脉冲干扰。为了保护监控装置，在 本板上加了瞬变干扰信号吸收电路和电源滤波电路。
在系统发生故障时，为了保证行车安全，本板设有时 间继电器，系统故障信号XTGZ110V有效3分钟后送出机 车紧急停车控制信号。
过压抑制板由机车工况信号的瞬变干扰信号吸收电路、 电源滤波电路、开关量输出信号的瞬变干扰信号吸收电 路、延时电路四大部分组成。
XH 1
五、监控显示器
1、屏幕显示器
屏幕显示器是LKJ2000型监控装置的重要组成部分， 是直接和乘务员交流信息的人机界面。
它通过双路CAN总线和监控主机通信交换数据，在 10寸彩色液晶显示屏上显示丰富的图形、曲线、及 相关数据信息，并有车载数据、预存曲线、键盘扫 描、IC卡转储、语音提示、蜂鸣器报警等功能。
一方面输出110V故障信号至显示器，驱动蜂鸣 器报警；
另一方面启动过压抑制板上3min延时电路，在 3min内人工关闭主机电源，否则实施紧急制动。
在出现系统故障时，将封锁A、B机制动控制输 出，3min后紧急制动控制由过压抑制板完成。
四、监控主机箱
电源
数字量输入/出
通信 地面信息处理 监控记录
数字量输入
安装：位置要求在LKJ2000主机箱临近的位 置，必需保证原有通信电缆能与接插件可 靠接触。
11、本/补切换装置 功能：实现硬件切换电气隔离的功能。 特点：操作简便，装置上只有一个切换开关供操 作使用，控制模式切换简单可靠，防止误操作。
12、调车灯显示接口盒 功能：提供无线调车灯显设备与监控装置之间的 接口，能够在调车时实现机车信号与无线调车灯 显信息的转换，同时为无线调车灯显提供工作电 源。
常用制动控制输出为继电器接点输出；紧急制动 控制输出采用电压输出方式。
（2）模拟信号输出
模拟输出信号用于驱动双针速度表的实际速度 与限制速度及里程计。实际速度与限制速度驱动 信号为0-20mA的电流信号，里程计驱动信号为 24V脉冲信号。
3、系统故障电路
当主机A、B机同时故障时，将产生系统故障输 出。
据总线，并且各通道具有自检功能；
LW：零位 XQ：向前 XH：向后 QY：牵引 ZD：制动 SBBAK0～SBBAK2：备用通道
输出隔离的开关量控制信号，对机车常用制动阀和 紧急制动阀等进行控制，输出通道也具有自检功能。
开关量输出电路提供7路继电器输出接口，并 具有自检功能。其中前6路电路类似，是单继电 器输出，最后1路“紧急停车”电路是双继电器 输出。单继电器输出的开关量输出通道有6路： 卸载、减压、关风、3路备用。
8、机车鸣笛记录接口装置
组成：监控装置功能扩展盒、鸣笛转换器、相关电 缆、地面软件。安装位置：风管接头
各部分功能：
（1）功能扩展盒
具有8路110V开关量输入通道、4路110V开关量输出 通道。
与监控装置接口为双路CAN总线。
（2）鸣笛转换器
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，并输入监控装置，作为鸣笛的记录。
◎ 3、两路独立CAN通信接口，与主机内其它挂在 CAN总线上的模块通信。
4、模拟量输入/输出插件
模拟量输入/出插件是速度传感器、柴油机转速 传感器、列车管压力传感器、电力机车原边电流互 感器、双针速度表与监控记录插件之间的接口。
将速度传感器、转速传感器输入的信号进行调整 处理后送到监控主机插件，将压力传感器（三路/四 路）、原边电流/电压互感器、输入的信号进行调整 处理、模数转换后送到监控记录插件，同时根据监 控记录插件指令送出电流信号驱动双针速度表，送 出脉冲信号驱动里程计。
2、屏幕显示器
采用10英寸TFT高亮度彩色液晶显示屏，以屏幕滚动方 式显示实际运行速度曲线及限制速度曲线，以图形、符 号和文字显示地面信号机的位置、种类及线路曲线、坡 道、桥梁、隧道等信息，同时可显示优化操纵曲线。
显示实际速 度、限制速度、 公里标、前方 机车信号 信号等
屏幕显示器
显示线路 状况如：隧 道 、 桥 梁 、 图形显示区 坡度、弯道 等
开关量输出信号是控制机车常用制动和紧急制 动等的重要信号；为了防止装置上电瞬间和系统 故障时误送出这些信号，数字量输入/出插件自 己产生一个输出清零信号来控制开关量输出锁存 器，禁止继电器动作。
7、电源插件
采用了模块化电路设计，不仅输出与输入隔 离，并且输出的各路之间也各自隔离、互不干扰、 互不影响，提高了各路精度、抗电磁干扰能力。
六、事故状态记录器
事故状态记录器即是列车运行的黑匣子，它用于记录 列车运行事故前列车的运行状态，以便为运行事故的事 后分析提供可靠的数据。
记录器保存前30min的数据。为获得满意的运行状态 过程轨迹，记录器必须在列车运行每5m左右保存一条所 有需记录的数据。
七、GPS信息接收装置
1、组成及作用 （1）安装在车顶的GPS天线 作用：GPS信息的采集和传输 （2）安装在机车电器间的GPS-2000控制盒 作用：对GPS天线采集信号的解析，并将有效数据按 照协议发送到CAN、RS-485输出 2、注意事项 （1）GPS天线与多频段天线之间间距大于0.5m，且 与其他厂家的GPS天线之间距离在1m以上。
（2）天线应安装于车顶较高处，以紧贴机车顶部为 最佳。
（3）天线安装处应选择距机车设备间较近处，使馈 线长度在10m以内为宜。
（4）天线周围1m以内不要有阻挡，不要有强电磁干 扰源。
（5）天线输入/输出端口应注意防水处理，天线的 连接馈线要固定牢靠，不要贴在机车顶部的高温部 分。
第二节 LKJ2000型监控装置系统 组成及工作原理
一、系统组成
系统结构如下图所示，它由主机箱、显示器、速度传感 器、压力传感器、双针速度表、转储器、事故状态记录器 构成，并与通用式机车信号一起构成一个超速防护系统。
系统结构框图（车载部分）
列车总线 机车工况输入 Ⅰ端显示器