LKJ/CIR电务车载一体化实训系统的研究

时慧茹

（中国铁路呼和浩特局集团公司 电务部，工程师，内蒙呼和浩特）

1 研究背景及意义

电务车载设备实操培训对于电务车载专业人员，尤其是新职人员掌握岗位技能，快速上岗至关重要，而目前LKJ系统、CIR无线传输系统实操培训存在受机车空间、机务段整备场安全、运用行车设备安全等因素限制，完成一次车载专业实训需使用两台以上运用机车，占用机车的同时还可能导致车载LKJ设备受损引发行车安全设备隐患，而且无法进行规模化培训，培训效率不高。此外，用于LKJ系统、CIR无线传输系统培训、维护使用的平台又都为单独设立，设计思路各异，兼容性差，没有一套综合性的实训系统将机车信号、铁路机车CIR无线传输系统及LKJ车载控制系统有机结合，并将机车真实运行环境进行地面模拟，以供车载一体化人员进行实训。

为了解决上述问题,中国铁路呼和局集团公司从2018年开始，以推进电务车载、通信一体化修制改革为契机，以满足车载、通信专业实训需求为目标。研究、开发、运用了一套将LKJ、CIR系统设备有机结合，真实模拟机车运行环境的实训系统，有效解决了现场LKJ、CIR设备维护人员一体化实训问题，显著提高了LKJ、CIR车载一体化人员现场维护能力和故障处理水平。本文简介此实训系统研发要点、功能特点、运用重点，旨在为同类企业克服类似难点提供参考。

2 LKJ和CIR系统设备分析

研发满足现场实际需要的LKJ、CIR一体化实训平台，需要将LKJ、CIR系统设备有机结合，并模拟LKJ、CIR真实机车运行环境，这就需要对LKJ、CIR设备本身设备构成、功能特点，以及在机车运行过程中LKJ、CIR设备信息输入输出特点、工作情况等进行分析。

2.1 LKJ系统设备组成及功能特点

1）LKJ系统设备结构。LKJ系统由LKJ设备与LKJ相关设备组成。LKJ设备主要由主机、显示器、LKJ功能扩展盒、GPS信息接收装置、速度传感器、压力传感器、鸣笛转换器、本/补切换装置、调车灯显接口盒、事故状态记录器、专用连接电缆等组成。LKJ相关设备由装设于机车、动车组上的机车安全信息综合监测装置（TAX）、机车语言记录装置、地面信息接收处理单元、LAIS车载设备、铁路车号自动识别系统等组成。LKJ系统设备组成如图1所示：

图1 LKJ系统设备组成图

2）LKJ系统设备具有监控列车运行、参数记录和显示及声音提示四大功能，各功能具体作用简述如下：

（1）监控列车运行功能：确保列车依信号安全运行；防止列车在限速区段超速运行和超速调车作业及列车溜逸；保证列车在自动闭塞区段不发生超限速现象；实现列车进入站内无码股道后以低于限速通过前方信号机。

（2）记录功能：能够一次性记录包括机车型号、机车编号、机车部件参数、牵引总重等设备数据和线路公里标、技术速度、车站信号设备种类及显示状态等运行参数，为安全行车提供数据支撑。

（3）显示功能：能够实时显示包括限速区段、机车运行参数、地面与机车信息传输等信息。

（4）语音提示功能：能为机车乘务员提供机车信号状况、线路限速值变化、车机联控作业、装置报警等语音信息。

2.2 CIR设备组成及功能特点

1）CIR设备组成：机车综合无线通信设备（CIR）用于铁路无线列调通信系统，主要由GSM-R、无线列调、LBJ、卫星定位、功能单元和操作显示终端等组成，并与TAX箱或动车组DMS装置连接，获取速度、公里标等信息。

2）CIR设备主要具备以下功能：

（1）具有通用式无线列调机车电台和GSM-R调度通信的功能；

（2）传送车次号校核信息、接收（显示）CTC/TDCS系统发送的命令和信息；

（3）接收（显示）列车尾部安全防护装置（以下简称“列尾装置”）传送的信息、控制列尾装置辅助排风；

（4）发送、接收（显示）列车防护报警信息；

（5）接收（显示）道口无线报警信息和施工无线防护报警信息；

（6）自动发送列车接近预警信息；

（7）通信模式自动/手动转换和语音提示；

（8）司机可与行车相关人员进行语音通信、并对调度通信话音、接收的调度命令信息和操作状态进行记录。

2.3 LKJ/CIR实训系统实现存在的难点通过以上对LKJ、CIR设备组成、功能等的分析，可以发现，将LKJ、CIR有机结合，并实现地面运行环境搭建面临以下问题：

1）机车运行相关信息的地面模拟，涉及下述方面，一是机车工况，包括牵引、制动、向前、向后、零位、卸载、主断、磁钢等信号的地面实现；二是地面实现速度信号的模拟输入；三是地面实现列车管、制动缸和均衡风缸的压力信号的输入；四是其他LKJ相关功能，包括警惕、鸣笛等的地面实现；五是列尾风压信号的模拟实现。

2）实训台搭建所需元器件的筛选。搭建实训系统所需的设备及插件较多，筛选超期设备中性能良好的插件可以有效利用既有超期即将报废的设备，节约资源，降低购置费用，但筛选超期设备中性能良好的插件需要有一定的标准及方案，否则难以保证实训系统使用寿命，还会降低实训质量及效率。

3 LKJ/CIR一体化实训系统方案及实现

3.1 LKJ/CIR一体化实现系统方案设计

1）LKJ、CIR设备连接及电路实现。首先，将机车LKJ系统（LKJ、LKJ显示器、TAX箱、调车盒、本补盒、LKJ功能扩展盒、TSC）和机车无线传输系统（CIR）即机车电台，按照实际机车安装方法在地面用同样的方法连接而成。为了解决机车工况、速度信号、列车管、制动缸和均衡风缸的压力信号、警惕信号、鸣笛信号等一系列只有在机车上才能提供的信号，本文通过在地面设计D1、D2、D3模块及接口（如图2所示），来实现上述信号的输入。其中D1，D2中的压力信号，通过连接培训基地既有机务培训设备实现模拟输入，D2实现速度信号、鸣笛、警惕、机车信号的输入和输出。D3实现机车调度电台盒、警惕、磁钢信息的采集和输出。

图2 实训台电气图

2）实训系统元器件筛选方案。本着节约成本、合理利用既有资源理念，确定超期设备筛选原则：

（1）超期设备中破损、烧损的不选；

（2）超期年限较长的不选。

然后制定筛选基本方案，总体上采取整机筛选、单个元器件筛选相结合，并按照重复交叉筛选的原则筛选超期设备中性能较为优良的元器件。具体筛选方案如下：

①进行整机上电测试，将整机设备中性能差、出现故障的插件剔除，

②对新换的元器件要先单独测试，测试性能正常，才可置入整机中进行整机测试；

③进行交叉测试，将测试完好的两套整机中的元器件进行交叉后对整机进行测试筛选。

3.2 实现功能

1）实现了LKJ、CIR设备及实训功能的有机结合，并在模拟台正面增加面板，提供5路工况指示灯信号显示、常用和紧急制动信号指示灯显示、磁钢、分相合/闭、警惕信号指示灯显示，以更方便观察这些信号的输入、输出情况；

2）实现了机车工况的采集，通过人工控制开关的开关状态，实现机车工况（零位、前行、向后、牵引、制动）信号的输入；

3）实现了机车常用制动、紧急制动信号输入、输出增加面板指示灯便捷显示；

4）实现了地面发码功能的输入，通过地面搭建机车信号发码接收装置，可以人为操作发码设备送出机车信号信息，也可以实现自主向LKJ设备发送机车信号；

5）实现速度信号采集，设置速度信号接收装置接口，可人为控制速度信号发生装置，根据需要发送速度信号。

3.3 现场试用情况

系统于2020年1月投入使用，2020年1月份对19名电务车载专家队伍培训进行实操考核，2020年6-7月份完成对呼和、包头电务段，呼和通信段参加电务车载一体化作业人员271名专业融合培训考核工作，并应用于总公司技术比武赛前本局管内电务车载参赛人员的选拔，试用期设备运用正常，试用取得预期效果。经济效益显著，按送外培训每人500元计算，本课题研究的实训系统投入使用以来，累计节省培训费用14.5万元，间接创造经济效益14.5万元。

4 结论

本文介绍的LKJ/CIR电务车载一体化实训系统投入使用后，有效解决了原培训存在的培训效率低等问题，实现了电务车载及CIR无线传输专业一体化实作培训目标。下一步将在该系统的功能提升、运用范围拓展等方面深入研究，努力取得新的更好效果。