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作者:梅国宏 朱济龙

出版社:中国铁道出版社

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铁路行车安全装备

铁路行车安全装备试读:

前言

随着铁路运输向着高速度、高密度和重载方向的发展,目前在我国各条铁路线上运行的各种内燃和电力机车均已安装了列车安全运行监控记录装置。

铁路行车安全装备是指装设于机车、动车以及自轮运转特种设备上,用于直接防止列车运行事故或辅助司机提高操纵列车运行安全能力的装备。主要包括列车运行监控记录装置(简称监控装置)、机车自动停车装置(简称自停装置)以及与这些装置配套的传感、信息输入、信息输出和连接设备等。机车行车安全装备是机车的组成部分。监控装置同时是实现机务科学管理的重要设备。

推广使用铁路行车安全装备是保障铁路行车安全的重要措施,从事机车运用、检修和机车行车安全装备工作(包括各项装置检测、修理、记录数据转储、运行记录分析和安全装备管理)的人员应具备相应的专业知识和技能。应充分重视,通过正确使用、精心维护和严格管理使装备达到各项技术规范、技术标准和运用质量指标要求。

为保证机车行车安全装备准确、稳定、可靠地工作和提高作业及管理标准化、规范化程度,本书讲述的铁路行车安全装备是正在使用的铁路总公司批准的型号。

由于行车安全装备发展迅速,设备装备得很快、很多,不能一一列举。加之水平有限,书中不足之处望读者批评指正。

编者2015年3月第一章列车运行监控记录装置第一节列车运行监控记录装置系统结构

一、概述

列车运行监控记录装置是以保障列车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,促进了机车运行管理的自动化。并且,随着运输需求的发展,列车运行监控记录装置逐渐成为了列车车载运行信息中心,为多种安全监测、运行信息传输提供基础。

LKJ2000型列车运行监控记录装置采用了先进的32位微控制器技术,具有更高的运行速度、控制精度和更强的数据处理能力;采用数字信号处理技术,提高了信号处理能力;采用模块级主从机热备冗余和满足EN50121-3-2《欧盟铁路机车车辆电气设备电磁兼容性能》标准要求,提高了装置的可靠性;采用图形化屏幕显示器,提高了装置显示的信息量;在双机数据处理故障、速度信号故障、轨道绝缘节识别故障、通信故障等安全措施方面做了很大加强,提高安全性设计,保证列车行车安全。

二、系统组成

LKJ2000型列车运行监控记录装置车载部分主要由主机箱、显示器、事故状态记录器(选件)、速度传感器、压力传感器以及双针速度表组成。装置的速度信息来自安装在机车轮对上的光电式速度传感器,机车信号信息来自SJ93、SJ94通用式机车信号,压力检测除了检测列车管压力外,还检测机车制动缸压力和均衡风缸压力,压力传感器可采用TQG14型机车压力传感器,指针式速度指示可采用ZL型或EC23/8型双针速度表。LKJ2000型监控装置系统结构如图1-1所示。

图1-1 LKJ2000型监控装置系统结构图(一)主机箱

主机箱采用6U(U=44.45mm)(高度)×160(深度)标准机箱结构,其宽度尺寸为84R(R=5.08mm)。主机箱为系统控制中心,其内部由A、B二组完全相同的控制单元组成(左边为A组,右边为B组),每组有8个插件位置(包括一个预留位置),各插件位置以机箱中心线为基准对称排列,从中心线开始往左、右,各插件排列顺序依次为:监控记录、地面信息、通信、模拟输入/输出、预留、数字输入、数字输入/输出、电源。各插件之间采用VME标准总线母板连接。机箱采用背板对外出线方式,所有输入输出信号均通过机箱背板连接器引出,在背板内侧装有过压制板。主机箱插件布置如图1-2所示。

图1-2 主机箱插件布置图(二)屏幕显示器

屏幕显示器作为人—机界面,采用10英寸TFT高亮度彩色液晶显示屏,以屏幕滚动方显示实际运行速度轨迹曲线及模式限制速度(或线路允许速度)曲线,以图形、符号和文字形显示地面信号机的位置、种类以及运行线路的曲线、坡道、桥梁、隧道及道口信息,同时可显指导性机车优化操纵运行曲线和手柄级位曲线,以便提示或引导乘务员操作。屏幕显示器内部采用PC/104模块结构,并具备语音提示功能以及大容量IC卡数据读写功能。(三)事故状态记录器

事故状态记录器(黑匣子)将记录30min以内的最新列车运行状态数据(事故发生后将自动停止记录),并且其记录密度大大高于监控装置主机数据记录密度,列车走行距离超过5m时,将产生一次相关参数记录。因此在发生严重事故后可提供详细、准确的列车运行状态数据。事故状态记录器具备抗冲击性能。(四)转储器

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。其内部数据存储器采用大容量非易失数据存储器。转储器与车载主机的数据传输以及与地面微机的数据转录均采用RS232标准通信方式,通信具备数据校验功能。

三、系统通信结构

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。由于CAN总线采用多主通信方式,CAN总线各模块在通信上不存在主/从关系,因此任何模块均可主动对外发送数据,而CAN的数据链路层协议可以避免数据的冲突问题。系统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,同步通信主要用于A、B机记录数据的传输。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。系统通信结构如图1-3所示。

图1-3 LKJ2000型系统通信结构图

四、工作原理(一)VME总线

VME总线是Motorola公司开发使用的一个标准底板接口。它在一个密封的硬件结构内将数据理部件、数据存储部件及外围设备控制部件等集于一体。在设计上充分利用了MC6800系列微处理器的能力,因此特别适合于采用MC6800系列微处理器作为主CPU的系统。VME总线用标准的96芯接插件作为信号传输通路,其机械规范符合IEC 603-2标准要求。

VME总线分16位总线和32位总线两种。本系统采用16位VME总线。16位VME总线16条数据线(D0~D15)、23条地址线(A1~A23)、6条地址扩充线(AM0~AM5)、10条中断控度及若干总线控制线和电源线组成。数据传输总线控制总线主控设备之间以及主控设备与从属设备之间进行二进制数据传送。一个数据传输总线周期是指数据传输信号线上一系列电平转换,通过这些变换将导致在主控设备与从属设备之间进行地址和数据传送。数据传送共有9个基本类型,它们分别是:读、写、非对准读、非对准写、块读、块写、读改写、仅地址及中断应答周期。VME总线在设计上支持多主机系统的数据传输,但在本系统中采用单主机数据传输方式。

由于VME总线的地址扩充线(AM0~AM5)允许用户定义,为了简化系统内各功能单元的译码电路设计,采用地址扩充线作为各插件的片选控制信号。片选控制信号由系统主机单元输出。(二)信号输入电路

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到监控主机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。机车工况信号输入如图1-4所示。

图1-4 数字信号输入电路

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风缸压力信号。压力信号采集全部采用相同的压力传感器TQC14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。每路压力信号同时输入至A、B机模拟输入/输出插件的压力信号接口。压力信号输入电路如图1-5所示。

图1-5 压力信号输入电路(2)速度信号输入

装置可提供3路速度信号输入接口,在通常情况下,输入2路速度信号。速度信号取自安装在车轴上的TQG15型速度传感器,速度信号可取自1个或2个速度传感器,如果采用相位防溜功能,则要求2路速度信号相位相差90°。2路或3路速度信号同时输入至A、B机模拟量输入/输出插件的速度信号接口。各个速度传感器采用同一供电电源,此15V电源由A、B机电源插件输出的速度传感器电源并联后供给。速度信号输入电路图类同压力信号输入电路图。(三)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“卸载”、“常用”或“关风”、“减压”,另外3路备用。常用制动控制输出为继电器触点输出,输出容量为300mA(110V),可直接驱动常用制动装置放风阀,并可根据要求采用常开触点或常闭触点方式输出。紧急制动控制输出采用电压输出方式,输出容量为300mA(110V)。主机内A机与B机数字输入/输出插件中常用制动控制输出采用常开触点并联、常闭触点串联的连接方式,而紧急制动控制输出采用并联输出电压方式(注意:紧急制动控制输出不能直接驱动电力机车主断路器动作)。以卸载控制为例,常用制动控制输出连接方式如图1-6所示。

图1-6 常用制动控制输出连接方式

6路常用制动控制输出及1路紧急制动控制输出信号均经过过压抑制板处理,以防止外部110V回路干扰进入内部电路。

2.模拟信号输出

模拟输出信号用于驱动双针速度表,可驱动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。双针速度表驱动信号由模拟输入/输出插件提供,其中实际速度与限制速度驱动信号经过继电器触点输出,以实现A、B机驱动切换。实际速度与限制速度信号驱动机车Ⅰ、Ⅱ端双针速度表采用串联的连接方式,里程计信号仅驱动机车Ⅰ端双针速度表。在安装了数/模转换盒的情况下,双针速度表里程计也可由数/模转换盒驱动。双针速度表驱动连线如图1-7所示。

图1-7 双针速度表驱动连线(四)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,将锁闭A、B机制动输出3min后紧急制动控制由过压抑制板完成。系统故障电路如图1-8所示。

图1-8 系统故障电路

五、监控装置的功能(一)主机箱各插件及屏幕显示器的功能

1.监控记录插件

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,并通过双路CAN串行总线或VME并行总线实现对系统其他模块的控制与管理。其他模块中带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连接。工作主机与热备主机之间的数据交换是通过同步。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,因而在无需外部电池情况下可实现数据的长期可靠保存。记录数据的转储通过RS232通信接口完成。

2.地面信息处理插件

地面信息处理插件的功能实际上就相当于LKJ-93监控装置上的绝缘节检测插件,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距前方信号机距离的绝缘节信号。此外插件还留有对轨道电路叠加信息处理电路的接口,完成对轨道叠加信息的利用。

在LKJ2000型监控装置中,采用数字信号处理(DSP)技术以数字滤波器完全取代了原来的模拟滤波器。在与监控主机的通信上采用CAN通信总线。原理示意框图如图1-9所示。

图1-9 地面信息处理插件电路原理框图

3.通信插件

通信插件以8位单片机80C320为核心器组成。该单元主要设有80C320单片微机最小系统、2路CAN总线接口、2路RS485总线接口、1路HDLC总线接口,由48芯插头、96芯插头通过机箱内母板与监控主机板相联系,并通过机箱后背板专用插座与监控主机板等通信。(1)通过CAN总线,按LKJ2000型通信协议与LKJ2000型监控主机板通信。(2)通过RS485总线,按LKJ-93A通信协议与TAX监测装置通信。(3)预留RS485总线接口,实现与列车总线通信。(4)预留HDLC总线接口,将实现与机车信号或地面点式信息接口。

4.模拟量输入/输出插件

模拟量输入/输出插件是压力传感器(3路)、速度传感器、转速传感器、电力机车原边电流互感器、电力机车原边电压互感器、双针速度表与监控记录插件之间的接口。把速度传感器、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,并把压力传感器(3路)、原边电流、电压互感器、速度传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指针式速度表和里程计。

5.数字量输入插件

数字量输入插件,是完成机车信号输入(50V)隔离与电平转换的接口,并将转换后的电平送到数据总线,供监控主机采样用。插件共有16路信号处理电路。其中13路已经应用于L、tU、LU、U、U2、UU、H、B、SD1、SD2、SD3、ZS、JYJ等机车信号,这些机车信号在数字量输入面板上对应灯的顺序分别为1A、1B、2A、2B、3A、3B、4A、4B、5A、5B、6A、6B、7A。其余3路备用。

为了提高电路的抗干扰能力和进行电平转换,50V机车信号先通过光电隔离后,经过74HC14整形后,通过并行输入接口,再输入到VME数据总线,供监控主机插件读取,16路信号输入的处理电路原理和参数完全一致。

6.数字量输入/输出插件(1)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。(2)输出隔离的开关量控制信号,控制机车进行紧急制动、常用制动。输出通道也具有自检功能。(3)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。

7.电源插件

本插件采用了模块化设计,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;各种输出都有过压、过流保护,各路输出的精度高、纹波小;维修方便、快捷。

电源插件由:电源模块、110V输入过压及欠压保护电路、各种输出过流保护电路组成。其原理框图如图1-10所示。

图1-10 电源插件的原理框图

8.过压抑制板

由于机车上使用的大功率设备比较多,特别是一些大的感性负载启停时会给机车的电气系统造成严重的干扰,使得机车110V电压有大幅度的脉冲干扰,机车上电机的启停,机车头灯的拉弧,也会使机车电源窜入很高的尖脉冲干扰。为了保护监控装置,使监控装置能够良好的工作,设计过压抑制板来处理外部110V回路干扰信号。

过压抑制板完成110V电路输入/输出的过压抑制及滤波。由电源滤波,工况及手相柄备用信号的过压吸收,卸载、关风、减压、紧急及开关量备用信号处理和延时电路等4部分组成,压抑制板安装在背板内侧。其印制板为配合6U机箱的标准要求,尺寸设计为283.2mm×157.5mm。

9.屏幕显示器的功能

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、曲线及相关的数据信息,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。屏幕显示器的系统示意图如图1-11所示,其硬件结构和工作原理同机车微机柜显示诊断装置。

图1-11 屏幕显示器系统示意图(二)监控功能

1.防止列车越过关闭的信号机。

2.防止列车超过线路(或道岔)允许速度以及机车、车辆允许的构造速度。

3.防止机车高于规定的限制速度调车作业。

4.在列车停车情况下,防止列车溜逸。

5.可按临时增加的列车运行要求控制列车不超过临时限速。

6.在列车未超过规定的限制速度情况下,装置不应影响司机的正常操作。列车超过报警速度时,装置应发出声光报警,若司机仍未采取措施并且速度超过装置设定的动作值,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。

7.装置实施制动后,只能在速度低于规定的限制速度时才可停止报警。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,在列车速度低于安全行车速度后,允许司机缓解。

8.装置应根据机车信号显示(或地面传输信息)、车载存储线路参数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。

9.模式曲线的计算可根据需要采取跨闭塞分区计算方式,即以关闭的信号机作为目标点来计算常用及紧急制动的连续模式曲线。

10.在引导进站和路票发车时,经正、副司机同时确认的操作后,装置允许列车以低于规定的限制速度越过信号机进入前方区段。

11.在列车越过显示停车信号均带容许信号的通过信号机时,装置允许列车以低于规定的限制速度越过该信号机进入前方区段。

12.在自动闭塞区间,列车在显示停车信号的通过信号机前停车2min后又继续向此关闭信号机防护的分区运行时,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。

13.列车进入站内无码的股道时,装置按前方信号关闭进行控制(进站信号机绿灯及绿/黄灯除外)。经正、副司机同时确认的操作后,装置允许列车以低于规定的限制速度通过该信号机。(三)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)输入参数记录:车次、司机号、副司机号、区段号、车站号、客/货车、本务/补机、总重、载重、计长、辆数、支线号、侧线股道号、出/入段时间。

2.运行参数记录项目(1)时间;(2)线路公里标;(3)距前方信号机距离;(4)前方信号机种类及编号;(5)机车信号显示状态(绿、绿/黄、黄、黄2、双黄、红/黄、红、白),预留5个通道;(6)地面传输信息;(7)实际速度;(8)限制速度;(9)列车管压力、机车制动缸压力;(10)机车工况(牵引/制动、零位、前/后);(11)柴油机转速/原边电流;(12)装置控制指令输出状况(动力切除、常用制动、紧急制动、缓解);(13)装置报警;(14)司机操作状况(开车、调车、解锁、警惕键、坐标调整、IC卡操作、事件打点记录等);(15)装置异常状况;(16)平面调车灯显信息。(四)显示功能

屏幕显示可根据需要进行综合信息显示或单项显示。

1.综合信息显示

通过屏幕滚动(或屏幕换页)进行以下显示:(1)运行所在闭塞分区起始端至当前所处地点的实际运行速度值曲线;(2)显示运行所在闭塞分区及运行前方闭塞分区线路允许速度(或机车、车辆构造速度)临时限制速度曲线;(3)显示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;(4)以曲线、符号和文字形式,沿线路里程的延展显示运行所在闭塞分区及运行前方分区的线路曲线、桥梁、隧道、坡道及坡度、信号机种类及色灯显示、道口、站中心、断电标、联控地点等设置情况,在接近有操作要求的标志时进行语音提示;(5)显示运行所在闭塞分区和运行前方闭塞分区的机车优化操纵运行速度曲线和手柄级位(或牵引电流)曲线;(6)显示站间规定运行时分;(7)以图形或数字方式显示实际运行速度、限制速度、距前方信号机距离及时钟。

2.选择单项显示(1)装置设定的参数:日期、时间、机型、机车号、装置编号、机车轮径;(2)乘务员输入信息:车次、司机号、副司机号、区段号、客/货车、本务/补机、总重、载重、长、辆数、支线号、侧线股道号、出/入段打点确认等;(3)运行参数:车站号、公里标、信号机编号、机车工况、列车管压力、机车制动缸压力、柴油机转速、过闭塞分区信息等;(4)当有地面传输信息时,增加显示地面传输信息的功能;(5)故障信息:故障类别。

3.语音提示内容(1)机车信号灯状况;(2)前方信号机处限速值变化;(3)乘务员输入有关信息;(4)临时限速地点及限速值;(5)装置实施动力切除、常用或紧急制动;(6)装置允许缓解;(7)车机联控;(8)进入侧线股道或支线地点;(9)装置报警;(10)装置状况;(11)事故状态记录器状况。第二节LKJ2000型监控装置的操作

LKJ2000型彩色屏幕显示器是一种与列车运行监控记录装置(LKJ2000型)配套的显示操纵设备。它除了具有数码显示器的输入、查询等功能外,还可以实时显示列车当前位置、前方限速、线路情况、信号机位置和车站等情况,直观地提供列车运行情况,为机车乘务员安全、平稳地操纵列车提供条件。(一)显示界面

显示器的人—机界面如图1-12所示。

图1-12 LKJ2000型彩色屏幕显示器人—机界面(二)常态信息显示

1.屏幕最上方的数据窗口依次为:(1)信号灯状态显示窗口:显示机车信号当前的信号状态,有绿灯、绿黄灯、黄灯、红灯、红/黄灯、双黄灯、黄2灯、白灯。(2)速度等级显示窗口:从上至下有LC、SD3、SD2、SD1四种速度等级,亮的部分表示当前所处的速度等级状态。其中LC亮表示绿灯信号状态下的最高速度等级。SD3、SD2、SD1分别表示速度等级3、速度等级2、速度等级1。(3)运行速度窗口:显示机车当前的实际运行速度(蓝色数字)。(4)限制速度窗口:显示机车当前的最大允许运行速度(红色数字)。(5)距前方信号机距离窗口:显示距前方信号机的距离(黄色数字)。(6)信号机类型编号窗口:显示前方信号机的种类、编号、里程。(7)日期和时间窗口:显示当前的系统日期及时间。

2.屏幕右边的状态窗口指示系统状态,自上而下依次为:(1)故障:当CAN总线故障时,点亮此灯。故障的含义是,与所有的单元都通信不上。

显示“CANA”表示CAN总线A路有故障。

显示“CANB”表示CAN总线B路有故障。

显示“故障”表示CANA和CANB都有故障。(2)降级:装置处于ZTL工作状态时,点亮此指示灯。(3)紧急:施行紧急制动时,点亮此指示灯,退出则灯灭。(4)常用:装置施行常用制动时,点亮此指示灯,退出则灯灭。(5)卸载:装置施行卸载动作时,点亮此指示灯,退出则灯灭。(6)解锁:解锁成功后,此灯点亮,4s后自动熄灭。(7)开车:参数有效设定完毕灯亮,按压[开车]键响应后灯灭。(8)调车:处于“调车”状态时灯亮,退出“调车”状态时灯灭。(9)控制权:指示本端显示器是否有操作权,显示“有权”表示有操作权,显示“无权”表示无操作权。(10)巡检:正常状态下显示客/货、本/补状态,按压“巡检”键有效后,点亮此指示灯,4s后自动恢复客/货、本/补状态显示。(11)IC卡:正确插入IC卡时,该灯点亮,无卡时灯灭。(12)A/B机:指示当前工作主机是A机还是B机。(13)支线:在运行中,当允许支线输入操作时,该灯点亮。并显示支线号。(14)侧线:在运行中,当允许侧线输入操作时,该灯点亮。并显示侧线号。(15)入库:有效按压[出/入库]键,该灯点亮,再次按压[出/入库]键该灯熄灭。(16)诊断:设有两块TPX10通用屏幕显示器中的任一个故障时,该灯点亮。

3.屏幕中间的窗口主要是以图形和曲线的方式显示当前机车的运行速度、当前区段信息的窗口,以及前方的线路状况,具体说明如下:(1)实际速度:以(绿色)曲线方式显示当前的机车运行速度和刚走行的速度曲线情况。(2)限制速度:以(红色)曲线方式显示当前区段的限制速度和前方4000m以内的线路限速情况。(3)信号及状态:以坐标的方式显示前方4000m以内的信号机位置,信号机的编号,前方一架信号机的信号状态及电分相等信息。(4)站中心及站名:以坐标(垂直线)的方式显示前方4000m以内所有车站的站中心位置,及车站的名称。(5)机车位置:在整个曲线显示的约1/5处有一条垂直分隔线(黄色线),表示此处为当前机车位置,同时在速度窗口显示一个列车图标,图标的长度与输入的列车计长成正比。(6)道岔:以坐标(垂直线加进、出标记)形式显示进、出站的道岔位置。(7)线路纵断面、线路曲线、道桥隧:在整个屏幕的下方3个小窗口显示前方线路纵断面、线路曲线、道口、桥梁、隧道的情况,指导乘务员操纵。(8)公里标:在屏幕的最下方显示公里标的变化及走行情况。(9)优化操纵曲线的显示:优化曲线显示(或预留)的功能,指导机车乘务员操作。(三)功能键说明

1.按键的布置

操作按键为带背光薄膜按键,在光线变暗时,按键上的字可自动透光,使夜间或过隧道时司乘人员均能清晰地识别按键上的字。

按键共21个,0~9共10个键为复合键,其他为单功能键,由于LKJ2000型屏幕显示器为菜单操作方式,故比LKJ-93型数码显示器新增有上、下、左、右四个方向键,用于菜单选择和光标移动。

2.按键的功能(1)键上带有数字的键,在监控状态作功能键用,在参数修改状态作数字键用,其做功能键时的定义为:

①[向前/1]键:运行过程中,按压[向前]键,调整滞后误差。

②[调车/2]键:在速度为零时,按压[调车]键,进入或退出“调车”工作状态。

③[车位/3]键:组合键,调整车位时先按压[车位]再按压[向前]、[向后]或[自动校正]进行车位调整。

④[进路号/4]键:运行中,当支线号或侧线号选择允许灯点亮时,按压[进路号]键进入支线号或侧线代码输入操作状态。

⑤[定标/5]键:线路坐标打点记录。

⑥[向后/6]键:运行过程中,按压[向后]键,调整超前误差。

⑦[开车/7]键:按压“开车”键,执行对标开车进入监控状态的操作。

⑧[自动校正/8]键:运行过程中,按压该键,自动调整滞后或超前误差。

⑨[出入库/9]键:按压该键,“出(入)库”指示灯亮,再按[出/入库]键,“出(入)库”指示灯灭。

⑩[巡检/0]键:在运行中,按压该键,执行副司机机械间巡视记录操作。(2)功能键

①[警惕]键:降级ZTL状态及监控状态报警时,起暂停报警作用。

②[解锁]键:解除非常态报警。

③[缓解]键:按压该键,进行常用制动后的“缓解”操作。

④[查询]键:按压该键,进入信息的查询操作状态。

⑤[转储]键:按压该键,进入文件的转储操作状态。运行中按压此键+1-5]键解除临时限速。

⑥[设定]键:进入或退出参数设定操作。

⑦[确认]键:按压该键,参数设定或修改有效,保存退出。

⑧[←][↑][→][↓]键:在参数设定或查询状态,按压这些键,可以改变光标的位置,在输入数字时,[←]键为退格键。进行语音音量调整,屏幕亮度的调整等。(四)查询/选择显示

按压“查询”键,弹出查询选择窗口

1.设定参数显示

将光标移到“设定参数”按钮,按压[确认]键,弹出系统当前设定参数,包括司机号、区段号、车站号、车次、总重、计长、辆数以及分组信息等。按[确认]键返回。

2.设备状态显示

按压[查询]键,将光标移到“设备状态”按钮,按压[确认]键,弹出系统当前各模块工作状态和故障状态指示。按[确认]键返回。

3.工况显示

按压[查询]键,将光标移到“工况显示”按钮,按压[确认]键,此时将退出查询选择,同时在曲线显示区域的右上角出现机车工况显示。内容包括柴油机转速、列车管压力、制动缸压力、均衡风缸1和2压力、工况、过机校正和当前公里标。这个显示将一直存在,直到按[确认]键才消失。

4.检修参数查询显示

按压[查询]键,将光标移到“检修参数”按钮,按压[确认]键,弹出系统当前检修参数查询窗口,包括装置号、机车型号、机车号、轮径、制动机、最大总重、最大辆数、最大计长、柴油机脉冲、双针表量程等。按压[确认]键返回。

5.当前揭示显示

按压[查询]键,选择“全部揭示”可将光标移动到相应的项,然后按压[确认]键进行相应的操作。(1)将光标移到“揭示信息”按钮,按压[确认]键,显示IC卡输入的全部揭示,按[确认]键返回;(2)如果要解锁当前某条揭示,可先将光标移动到“选择揭示”并按压[确认]键后光标定位到第一条揭示,然后将光标移动到所要选择的揭示,按压[确认]键后,解锁所选择的揭示;(3)如果错误选择了某条揭示,可将光标移到该揭示项并再次按压[确认]键取消对该揭示项的选择。

6.进路号显示及操作

输入支线号或侧线号时,必须是在支线号或侧线号选择允许灯点亮时,按压[进路号]键弹出进路号(侧线号或支线号)对话框进行输入,输入完按压[确认]键发送到监控主机。

一、显示器的基本操作(一)开机操作

打开主机电源开关后,装置执行自检功能,数秒后进入主界面的显示状态。屏幕显示器没有电源开关,它的开关状态受主机控制。(二)操作权的选择

装置通电自检后,显示器进入主界面显示状态,在此状态下,两端操作均有效。哪端先进入“监控”或“调车”状态,则哪端有操作权。其标志为:显示屏“操作权”显示窗口显示为“有权”。在操作端可进行正常按键操作,而在非操作端只能进行一些“查询”功能的操作。(三)换室操作

需要到另一端操纵机车时,要执行“换室”操作,转换显示屏的操作权。

在有权端退出“调车”状态,无权端进入“调车”状态,可以完成操作权的转换。(四)屏幕亮度调整

在正常监控状态下,可以用[↑][↓]方向键调整屏幕亮度,按压[↑]键增加亮度,按压[↓]键减小亮度。(五)语音音量的调整

在正常监控状态下,可以用[→][←]方向键调整显示器的语音音量,按压[→]键增加音量,按压[←]键减小音量。(六)参数设定操作

当机车信号红黄灯且速度不为“0”时不允许参数设定,限速报警时不允许参数设定。

人机对话键盘操作:在输入参数等操作中,可以使用[←][↑][→][↓]键移动光标到所需位置,然后用0~9数字键输入数据,如果输入错误,用[←]键删除前一个字符,然后按压[确认]键完成输入,每输入完一项,光标会自动跳到下一项。在输入客货、本补等有下拉菜单的项目时,[↓]键为下拉展开选项键,然后使用[↑][↓]移动光标到所要的类型,按[确认]键选定。

设定操作分为手动输入和IC卡输入两种:

1.手动输入

操作方法:(1)按压[设定]键,进入参数设定状态。(2)在参数设定窗口,可以通过[←][↑][→][↓]键,移动光标的位置。通过[0]~[9]键,改变对具体项的设置。修改完成后,要按压一次[确认]键,使光标移到下一项。(3)输入列车种类标识符(车次头):通过[↑][↓]键进行车次种类标识符选择,光标移至正确车次种类标识符时按[确认]键。当车次中无车次种类标识符时,车次种类项中应选择“无”。(4)输入车次:输入1~5位正确车次后按[确认]键。(5)客/货、本/补状态通过[↑][↓]键可以在窗口内直接选择。(6)输入编组:计长输入的最后一位为小数位。(例如:计长46.5,应输入465)。(7)所有参数修改完毕,使光标移到[确认]按钮,按压[确认]键或直接按压[设定]键,确认修改有效并退出参数设置状态。

2.IC卡输入(1)将写有参数的IC卡,正确插入屏幕显示器IC卡座内,“IC卡”指示灯点亮。(2)按压[设定]键,装置就会将卡内的揭示信息和设定参数读出,自动弹出参数设定对话框,其中的参数为IC卡中预先写入的参数。此时可按照上面的手动“参数设定”更改不正确项。(3)设定完毕,装置发送参数的同时将揭示信息传送给监控装置,然后弹出信息窗口说明发送揭示是否成功。按压[确认]键后返回。(4)如果卡中没有揭示信息,直接返回。

当车次、交路号、站号有效设置后,在屏幕上方的中间位置以汉字的形式显示始发站的站名。(七)出(入)段操作

[出/入库]键的操作必须在停车状态下进行。在调车状态下按压[出/入库]键,限速变为15km/h。

二、调车操作(一)机车调车作业时,需要执行调车操作

1.专调车次范围:机车输入98801~98899,监控装置自动进入调车状态。

2.进入调车状态:在停车状态下,一次按压[调车]键,进入调车状态,限制速度窗口显示40km/h,距离显示区清零,调车指示灯点亮。

3.退出调车状态:在停车或运行的情况下都可以进行操作,退出调车状态,按压[调车]键一次就退出调车状态。

注意:调车状态的进入或退出都应在机车运行的操作端完成,避免操作权丢失。

4.初次进入调车状态动车时或在正常监控状态初次进入调车状态时,调车限速为40km/h,如果调车过程中进行机车方向工况转换后与初次运行方向不一致时,调车限速方30km/h。(二)当需要与平面调车灯显配合使用时的注意事项:

1.当需要与平面调车灯显配合使用时,司机首先使监控装置进入调车状态,然后打开调车信号接口盒开关。

2.当监控装置接收到平面调车灯显信号时,按相应的信号控制机车速度。

3.停止使用平面调车灯显装置时,或遇灯显信号故障时应关闭调车信号接口盒开关。

4.担当列车牵引任务时应转换调车信号接口盒开关至关闭位,否则监控装置不能根据机车信号的显示进行控制。

三、降级ZTL时的操作(一)下列情况进入降级状态

1.库内整备作业开机;

2.监控主机关机时间大于系统设定的初始化时间(30s)后重新开机;

3.退出20km/h限速模式时;

4.在监控状态下,乘务员修改了交路号、车站号或车次时;

5.监控装置发生故障时;

6.未输入数据时;

7.未按[开车]键时;

8.机车速度信号故障时;

9.连续多架信号机无绝缘节信号时。(二)监控装置由通常监控状态转为降级状态时,具备以下防超速监控功能

1.机车信号为进行信号,列车运行2000m后限速为60km/h;

当运行速度≥60km/h时,监控装置实施周期报警,机车乘务员须在7s内按键应答,否则监控装置实施紧急制动控制。

2.机车信号由进行的信号变为停车信号时,运行800m后限速为20km/h;

当运行速度≥20km/h时,监控装置实施周期报警,机车乘务员须在7s内按键应答,否则监控装置实施紧急制动控制。

3.机车信号为停车信号,当列车运行速度超过5km/h时进行周期报警,机车乘务员须在7s内按键应答,否则监控装置实施紧急制动控制。

四、“解锁”操作(一)操作目的

列车开车前或运行中,司机要根据运行实际情况,按规定进行解锁操作来解除监控功能,以实现按有关规定控制行车。(二)操作方法

根据运行及接发车实际,采用“大解锁”或“小解锁”。

举例:

1.使用路票或绿色许可证行车及侧线通过或车站发车且地面无码时:按下[解锁]+[确认]键。

2.引导接车,特殊站靠标停车:按下[解锁]键。

3.特定引导接车:按下[开车]+[解锁]键。(三)遇下列情况时允许解除监控模式

1.按电话闭塞法行车,越过关闭的出站信号机及区间通过信号机为红灯时;

2.引导进站时;

3.出站(进路)信号机故障情况下,凭绿色许可证或调度命令开车时;

4.特殊站(标或位距信<50m)靠标停车;

5.侧线通过或车站发车且地面无码时;

6.地面信号机显示正常而机车信号错误显示时;

7.根据运输实际,由铁路局、机务段规定的其他特殊情况。

五、[警惕]键操作时机

1.半自动闭塞法行车,距信号机≤100m时信号突变(U→H/U或B以及UU→B),7s内按压[警惕]键。

2.降级(ZTL)控制时的三种情况,(v为60,20,5km/h)7s内按压[警惕]键。

3.防动轮弛缓报警时,如确认为误报警可按压[警惕]键解除。

4.防溜语音提示报警,在10s内按压[警惕]键。(防溜放风后,必须按压[警惕]键,机车或列车才能解锁)

5.在降级、调车、入库状态下使用手柄防溜方式。

六、哪些情况下监控装置会自动放风

1.运行速度大于或等于监控装置的限制速度;如,已使用常用制动(减压≥50kPa),本分区撞线。

2.列车走行距离侵入监控装置设置的安全距离。

3.未按规定解锁或解锁不规范。

4.因距离误差提前调出低限速,造成超过限制速度。

5.自动闭塞区间通过信号机红灯前第一次停车时间不足2min动车。

6.管压、手柄两种防溜功能启动。

7.ZTL降级状态下,运行速度≥限制速度时,监控装置实施周期报警,7s内未按压[警惕]键。

8.监控装置故障且整个系统交权,蜂鸣器报警3min未采取措施。

9.记录错误、监控软件程序错误排风。

七、防动轮弛缓的操作

1.机车制动缸压力大于或等于50kPa定义为机车抱闸。机车在监控、调车、重联以及降级状态下,防动轮弛缓都能起到控防作用。

2.抱闸动车时,机车处于牵引加载状态且速度大于5km/h时自动卸载。

3.列车运行途中,机车闸缸压力大于或等于50kPa且时间达到120s,语音报警提示,机车闸缸压力大于或等于50kPa且时间达到180s,紧急制动动作。

4.防动轮弛缓报警时,必须先进行缓解操作,确认机车是否报闸。如确认为误报警可按压[警惕]键解除报警。

5.查询方法:“查询—工况位”可显示闸缸压力。

6.语音提示:“弛缓、弛缓”。

八、卸载指令及常用制动缓解的操作

列车运行中,机车监控装置发出“常用制动”指令时,分下列三种情况操作:

1.列车在固定模式限速下运行,当实际速度低于固定模式限速值5km/h时,提供常用制动缓解条件;

2.列车在减速信号或减速地点前运行,当实际速度低于限制速度(目标限速)后,提供缓解条件;

3.列车在停车的制动模式曲线下运行,列车停车后提供缓解条件。

其操作方法是按压[缓解]键缓解列车。

监控装置执行卸载指令后,当速度差值(常用固定模式限速—实际速度)为3km/h时,自动撤销卸载指令。

九、防溜报警的解除

列车(单机)停车后,监控装置启动列车管压力、牵引手柄等防溜功能之一时,监控装置进行防溜语音提示报警,司机在10s内没有按规定要求进行应答操作,监控装置实施紧急停车。

1.在监控模式状态下使用管压防溜方式。列车停车时如列车管减压量不足80kPa、5s后连续语音提示“注意防溜”。机车乘务员应追加减压达80kPa以上或按[警惕]键应答,解除防溜控制功能。否则,语音提示10s后,监控装置实施紧急制动控制。

2.在降级、调车、出入库(按压[出入库]键)状态下使用手柄防溜方式。当机车未加载由停车状态发生溜移,当速度>3km/h或移动距离≥5m时,均会连续语音提示“注意防溜”。当机车乘务员加载或按压[警惕]键应答时,解除语音提示。否则,语音提示10s后,监控装置实施紧急制动控制。

注意:防溜控制排风后,必须人工按压[警惕]键后方可进行缓解操作。

十、常见故障与处理(一)各部件上电自检

1.主机上电自检

将主机电源开关拨至开位,主机插件面板指示灯指示如下:(1)电源插件指示灯1A、B~4A、B全亮。(2)通信插件指示灯6A灯闪亮。(3)地面信息处理插件1A或1B灯闪亮。(4)监控记录插件自检完毕后指示灯状态及含义:

1A(闪):工作正常;    1B(亮/灭):主机/备机;

2A(亮):实时时钟正常;    2B(亮):CANA通信正常;

3A(亮):同步通信正常;    3B(亮):CANB通信正常;

4A(亮):数字输入自检正常;    4B(亮):模拟插件自检正常;

5A(亮):数字输入/输出插件输入部分自检正常;    5B(亮):数字输入/输出插件输出部分自检正常;

6A(亮):程序及数据一致;    6B(亮):记录同步;

7A(亮):空;    7B(亮):控制同步;

8A:空;    8B(亮):记录/转储。

2.屏幕显示器上电检查

上电约30s后,Ⅰ、Ⅱ端屏幕显示器进入常态信息显示状态,速度窗口显示0(机车速度为0),限速窗口应显示降级状态限速,距前方信号机距离窗口无距离显示,时间窗口显示时间且时间走行正常。(二)常见故障与处理

1.现象:监控主机开机后插件面板指示灯不能正常显示。(1)分析

此种现象多为插件不能正常自检,有CPU的插件,应重点检查CPU及周围电路或写入程序,没有CPU的插件,要重点检查错误指示的相应电路。(2)应急处理方法

①检查各插件指示灯指示情况。

②更换相应插件。

③更换主机箱。

2.现象:显示器不能正常显示或自检不正常。(1)分析

显示器本身是一个独立的CPU系统,如果自检不正常,多为显示器本身的问题,如果不能正常显示,可以检查另一端显示器显示是否正常,如果显示也不正常,应怀疑监控记录插件,否则可能是通信电缆或显示器有故障。(2)应急处理方法

①检查主机与显示器连线是否正确。

②更换显示器。

③更换监控记录插件。

3.现象:无压力显示或压力显示不正常。(1)分析

LKJ2000型可以同时引入4路压力信号,压力信号是通过压力传感器将0~1000kPa的压力信号转换成0.5V的电压信号,送入模拟量输入/输出插件,处理后送到监控记录插件的。所以出现这种现象多为压力传感器故障、压力传感器工作电压不正常、模拟量输入/输出插件故障所致。(2)应急处理方法

①检查压力传感器连线。

②检查压力传感器工作电压。

③更换压力传感器。

④更换模拟量输入/输出插件。

4.现象:无速度信号显示或速度显示不正确。(1)分析

速度信号是通过光电速度传感器送给模拟量输入/输出插件,经过整形、滤波处理后送给监控记录插件。如果无速度信号显示多为速度传感器传输通道故障,使传感器发出的脉冲信号不能传入;如果速度显示不正确,可以检查机车轮径输入与实际是否相符或传感器有无故障,实际发出的脉冲数/周与理论值不符;如果速度显示不稳定,多为机车上各种信号干扰所致,应先检查机车的速度传感器部分以及模拟量输入/输出插件速度通道中的抗干扰部分。(2)应急处理方法

①检查速度传感器通道连线。

②更换速度传感器。

③更换模拟量输入/输出插件。

④检查机车轮径是否正确。

5.现象:无机车信号显示或显示与机车信号显示不一致。(1)分析

如果机车信号显示正常,而监控装置无任何信号显示,多为机车信号条件地线或接触不良所致。如果某一个信号灯不显示或显示与机车信号显示不一致,多为连线出故障或数字量输入插件上的某一通道故障。(2)应急处理方法

①检查机车信号连线。

②更换数字量输入插件。

③检查机车信号上/下行开关位置、前/后位置。

④检查感应器安装、接线。

6.现象:机车工况显示不正确。(1)分析

机车工况条件的各路110V信号,都是通过过压抑制板处理后送入数字量输入/输插件,进行滤波、隔离、整形后送上总线的。出现这种现象多为连线出问题或数字量输入/输出插件出故障导致。(2)应急处理方法

①检查机车工况连线。

②更换数字量输入/输出插件。

③更换主机箱。

7.现象:紧急制动不能动作。(1)分析

监控装置对列车实施紧急制动时,是向电空阀或停车继电器送出110V的正电源条件,由电空阀执行对列车实施紧急制动的控制。出现这种故障首先要判断是监控装置故障还是机车制动执行机构故障,检查110V条件是否送入电空阀是判断哪一个环节故障的关键。(2)应急处理方法

①紧急制动时,测量电空阀是否得电,得电更换电空阀,否则执行下面两步。

②检查紧急制动连线。

③更换数字量输入/输出插件。

8.现象:常用制动不能动作或减压量不正确。(1)分析

监控装置对列车实施常用制动时,是向常用装置保压送出110V的正电源条件,同时断开减压110V的正电源条件,一定时间后,减压送出110V的正电源条件。(2)应急处理方法

①检查常用制动输出连线。

②检查常用制动装置是否正常。

③更换数字量输入/输出插件。

④检查确认程序芯片是否正确。

⑤调整常用制动排风速率。

9.现象:过机校正功能故障。(1)分析

LKJ2000有多种校正方式,上灯、电平校正与数字量输入插件、机车信号有关;码形频率、码形幅值、地面埋点校正与地面信息处理插件、地面点式设备有关,如果数据上设置校正点校正失效则只和软件有关。(2)应急处理方法

①检查有关连线。

②检查机车感应器的安装及连线。

③更换数字量输入插件。

④更换地面信息处理插件。

10.现象:不能进入监控状态或监控功能不正常。(1)分析

如果不能进入监控状态,多为输入的交路号或车站代码非法或地面数据有问题。如果监控功能不正常,在保证软件设置正常的情况下,一般为监控记录插件故障。(2)应急处理方法

①检查所输入的交路、车站代码是否正确。

②检查是否有地面数据。

③更换监控记录插件。

11.现象:双针速度表无指示或指示不正确。(1)分析

双针速度表在监控装置正常工作时是由监控装置驱动。如果双针表无指示,多为双针表连线出问题或模拟量输入/输出插件双针表驱动通道故障;如果指示不正确,但成比例变化则为双针表量程设置有误,否则是双针表自身故障。此外,监控装置对双针表的驱动可以由机驱动,也可以由B机驱动,在双针表显示不正常的情况下,可以先执行“双针表切换”操作切换双针表的驱动源。(2)应急处理方法

①执行“双针表切换”操作。

②检查双针速度表连线。

③检查所输入设置的双针表满量程。

④更换模拟量输入/输出插件。

⑤更换双针速度表。

⑥更换监控记录插件。第二章YDVS型机车运用安全及防火监视装置第一节YDVS型防火监视装置系统结构

一、概述

YDVS机车运用安全及防火监视系统是专门为铁路机车和动车组研制的机车运用安全及防火监视设备,该系统包括车载视频监视、远程视频监视两大部分。车载视频监视包括机车上的视频采集、实时监视、实时压缩、实时录像、下载接口和无线传输等功能。即车载视频监视同时具备数字视频录像机(DVR)和数字视频服务器(DVS)的特性。完成车载视频监视功能的装置称为“YDVS机车运用安全及防火监视装置”简称装置。远程视频监视完成远程图像查看、控制等功能。完成远程视频监视功能的装置称为“远程视频信息监控终端”,简称终端。装置主要包括:YDVS机车运用安全及防火监视装置主机、YDVS机车运用安全及防火监视装置显示器、视频输入设备(摄像机)、烟雾传感器报警器、温度传感器报警器等设备。主机是YDVS机车运用安全及防火监视系统装置的机车车载核心控制装置。

YDVS机车运用安全及防火监视装置的设计遵循相关技术条件,符合相关标准的要求。

车载视频监视既可本地独立工作,又可通过联网与远程视频监视组成功能强大的机车运用安全及防火监视系统。

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