LKJ车载数据无线换装系统运用研究.pdf
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1、2023 年 9 月第 59 卷 第 9 期铁 道 通 信 信 号Railway Signalling&CommunicationSeptember 2023Vol.59 No.9LKJ车载数据无线换装系统运用研究王亚楠,董宏祥,赵志宽,赵俊峰摘 要:从LKJ数据换装场景需求、无线换装流程、系统运用场景、LKJ数据更新方式、换装监测报警、安全保障机制等方面,分析无线换装系统各功能与实际换装业务运用时的匹配关键点;以数据换装场景为基础,描述换装方式选择时机,提前换、错换、漏换报警依据,数据换装时间范围卡控原理;分析无线换装系统在提升工作效率及经济、安全效益方面带来的优势,为全路全面开展无线换装系
2、统实施落地提供参考。关键词:列车运行监控装置;无线换装;车载数据;库内换装;途中换装;跨局换装;换装监测报警中图分类号:U282+.3 文献标识码:A Research on the Application of LKJ Data Wireless Replacment SystemWANG Yanan,DONG Hongxiang,ZHAO Zhikuan,ZHAO JunfengAbstract:From the perspectives of LKJ data replacement scenario requirements,wireless replacement process,s
3、ystem application scenarios,LKJ data update methods,replacement monitoring alarms,and security mechanisms,this paper analyzes the key matching points between the various functions of the wireless replacement system and the actual replacement business application.Based on the data replacement scenari
4、os,the timing of the replacement method selection,the basis for judging reloaded data errors and omissions,and the principle of data replacement time range control are discussed.Finally,the advantages of wireless replacement system s application including improving the work efficiency and the econom
5、ic and safety benefits are also analyzed providing a reference for the implementation of the wireless replacement system deployment in the whole railway industry scope.Key words:LKJ;Wireless replacement;On-board data;Replacement in warehouse;Replacement on the way;Cross-bureau replacement;Replacemen
6、t monitoring alarmDOI:10.13879/j.issn.1000-7458.2023-09.23173扫码浏览下载王亚楠:中国铁路沈阳局集团有限公司沈阳电务段 工程师 110032 沈阳董宏祥:中国铁路沈阳局集团有限公司沈阳电务段 工程师 110032 沈阳赵志宽:河南思维自动化设备股份有限公司 高级工程师 450001 郑州赵俊峰:河南思维自动化设备股份有限公司 高级工程师 450001 郑州收稿日期:2023-06-27引用格式:王亚楠,董宏祥,赵志宽,等.LKJ车载数据无线换装系统运用研究J.铁道通信信号,2023,59(9):73-78.Citation:WANG
7、Yanan,DONG Hongxiang,ZHAO Zhikuan,et al.Research on the Application of LKJ Data Wireless Replacment SystemJ.Railway Signalling&Communication,2023,59(9):73-78.73铁道通信信号 2023年第59卷第9期列车运行监控装置(LKJ)采用车载数据模式,将线路数据及运行交路等信息预先存储于LKJ主机。近年来,随着我国铁路的快速发展,铁路新建线路、既有线路改造、机车长交路运用等导致LKJ车载数据换装频繁。为解决既有人工换装安全隐患多、管控难度大、换装
8、效率低等问题 1-2,2017年开始国铁集团组织各厂商研发无线换装系统。目前,该系统已在昆明、广铁、南昌等多个铁路局集团公司进行部署应用,基本覆盖了数据换装的全部作业场景,逐步成为铁路现场开展LKJ数据换装的重要手段。由于原基于人工换装方式的LKJ数据换装管理制度,现在已经无法满足无线换装系统的运用要求2,因此,有必要研究无线换装系统运用时与实际换装作业的匹配关键点、换装场景、换装方式、监测报警的运用等,以加速无线换装系统的落地应用,更好响应铁路LKJ工作“提质增效”的目标3。1数据换装场景需求分析LKJ预置数据4 是铁路线路属性(公里标、信号机、道路、桥梁、隧道、道岔等)的描述,线路属性发生
9、变更,LKJ车载数据需做相应变更。线路属性变更主要由线路施工或列车运行图调整引起。1.1线路单点施工路局内或路局外某一地点(本局机车经过的地点)发生施工时,运输处会针对该施工点下发数据换装电报,对该施工点进行数据换装3。单点施工场景只存在单一的施工结束时间,因此电务部门对换装过程的控制相对容易,可控制95%以上的机车在库内完成数据换装,但同时也存在部分旅客列车在外局、应急换装点等进行数据换装的情况。1.2途中多点施工路局内或路局外多个地点(本局机车经过的地点)同时发生施工时,运输处将针对各施工点下发数据换装电报,对各施工点进行统一数据换装1。多点施工场景同时存在多个施工地点,对应有多个施工结束
10、时间,且换装的机车数明显增加,因此换装控制复杂。外派人员需要在外局或应急换装点执行人工换装。1.3列车运行图调整因列车运行交路扩充或发生变化,对列车运行图进行调整等,导致LKJ车载数据需要换装时,国铁集团会提前下发调整计划,各铁路局下发数据换装电报,统一时间进行数据换装作业1。由于不受施工结束时间限制,统一启用时间确定,因此换装时间范围固定,数据换装过程容易控制,可基本确保所有机车在本局库内或外局库内完成数据换装。2无线换装运用2.1无线换装系统架构LKJ车载数据无线换装系统由车载系统、无线通信网络、地面系统3部分构成,系统总体架构5见图1。4G/5G铁路综合信息网车载LKJ-15系统LKJ安
11、全通信插件车载LKJ2000系统插箱式&盒体式LKJ安全通信模块LKJ数据换装模块车载系统无线通信网络地面系统IPSec VPNIPSec VPN车地防火墙交换机路由器入侵检测SSVPN数字签名(http/https)铁路安全传输平台外网通信交换机内网防火墙安全审计 安全监管 堡垒机虚拟化平台内网通信数据应用防病毒时钟证书车间机务段电务段铁路局换装监测报警终端换装计划编制终端换装计划编制终端换装作业控制终端图1 LKJ无线换装系统总体架构74Railway Signalling&Communication Vol.59 No.9 20231)车载系统。目前我国铁路现场主用LKJ系统包括 LKJ
12、2000和 LKJ-15两种。LKJ2000由 LKJ安全通信模块和LKJ数据换装模块实现无线换装;LKJ-15 通过 LKJ 安全通信插件实现无线换装5(本文以LKJ2000为例进行说明)。2)无线通信网络。为公共移动通信网络(4G/5G),车地间通过建立专有的基于IPSec(Internet Protocol Security)的虚拟专网(Virtual Private Network,VPN)加密通道1,实现车地间的双向数据加密传输。3)地面系统。由铁路安全传输平台、系统服务器、各换装终端(包括换装计划编制终端、换装作业控制终端、换装监测报警终端)等组成。2.2无线换装流程无线换装系统从
13、作业流程上主要划分为换装计划、换装作业、换装监测3部分,见图2。电务部车载科工程师负责局换装计划编制,电务部主管科长负责局换装计划审核,电务段车载科工程师负责换装计划编制,机务段安全科工程师负责车号提报,机务段安全科长负责车号提报审核,电务段车载科主管科长负责换装计划审核和发布,电务段车载设备车间分析工区负责换装作业执行、换装销号等。2.3系统运用场景无线换装系统主要有库内换装、途中换装、跨局换装3种运用场景2。2.3.1库内换装库内换装6场景最为常见,一般在机车入库后只要具备条件(机车处于加电状态,且与其他机车作业不冲突7)即可换装,出库时卡控是否换装完成。机车入库后,数据换装作业人员通过换
14、装作业控制终端发出数据上载指令,待数据缓存完成后再发出启用指令,完成换装。2.3.2途中换装途中换装 6 是最能体现无线换装系统优势的换装场景。途中换装不受机车位置约束,换装作业人员参考LKJ设备状态监测系统(LMD)的状态信息,通过换装作业控制终端适时发出上载指令,根据数据缓存状态发出启用指令,换装结果通过网络实时同步至本局数据中心,并反馈至换装作业控制终端 8。2.3.3跨局换装跨局换装6指特殊车次换装计划由本局数据中心通过4G/5G网络完成换装。在机车满足换装条件时,由外局接口人员负责特殊车次对应机车的车载加电、确认等准备工作,本局换装作业控制终端作业人员发出上载指令,待缓存完成后再发出
15、启用指令,换装结果通过网络实时同步至本局数据中心,实现路局外网通信服务器通过远程网络(4G/5G)对指定机车的数据换装。2.4LKJ数据更新方式无线换装系统主要有自动更新、确认更新、凭证码更新3种更新方式,根据运用场景8来确定使用哪种更新方式。2.4.1自动更新地面向 LKJ数据换装模块发送的数据更新指令为“自动更新”时,LKJ数据换装模块将该指令发送给LKJ主机,LKJ主机收到后判断满足换装条局计划编制电务段计划编制机务段车号提报换装计划作业发布换装结果盯控开始局计划审核通过机务段车号提报审核通过电务段计划审核通过结束换装监测报警人工处理换装销号 否否否是是是是否数据上载、启用换装计划换装作
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