LKJ自动测试平台及关键技术研究

列车运行监控装置(LKJ)是我国现阶段普速铁路应用最为广泛的车载设备之一,随着铁路运输需求的不断提升,作为保障行车安全,提高运输效率的关键设备,LKJ设备变得愈发重要。为解决LKJ设备人工测试过程工作量大、效率低下,难以找寻故障原因等问题,设计一种LKJ自动测试平台并对其关键技术进行研究。自动测试平台基于传统的人工测试流程进行优化,采用图形化方式生成测试用例,设计信号适配单元模拟设备运行条件,增加人机交互单元简化测试操作,基于Robot Framework自动测试框架及故障分析专家系统自动执行测试并给出故障原因,实现可无人值守的自动化测试。通过LKJ-15型设备及实验室仿真环境进行验证,结果表明,自动测试平台可取代传统仿真测试中部分人工操作,对故障现象进行分析给出指导意见,有效提升了测试效率。

考虑STP与LKJ数据融合的机地综合分析系统

无线调车机车信号和监控系统(STP)和列车运行监控装置(LKJ)系统独立地分析和操作过程,导致在STP系统中对机车制动、卸载等现象的分析耗费大量的时间和精力。为此,在分析STP系统与LKJ各自应用场景与功能差异基础上,设计机地综合分析系统,将STP系统与LKJ数据的调车机动作和地面信号设备变化综合处理,实现信息的诊断分析,设计系统的报警、统计与分析功能。机地综合分析系统能够有效降低分析人员跨专业分析的难度,减轻人员综合劳动强度,提升维护水平。

基于LKJ运行数据的铁路基础设施检测车通用定位自动校正设备研究

中国铁路成都局集团有限公司(简称:成都局)山区铁路隧道多、枢纽线路复杂,基础设施检测车定位精准度不高,全球定位系统(GPS,Global Positioning System)信号无法全程提供里程校正,人工校正和换线操作繁琐费力。文章提出基于列车运行监控记录装置(LKJ)运行数据的铁路基础设施检测车通用定位自动校正设备的设计,由安装在机车上的前端车载装置、安装在检测车上的LKJ运行数据接收装置和定位数据综合处理软件组成;能够实时获取LKJ运行数据,通过无线通信传输至检测车,自动完成线路转换和里程校正,为检测车提供较为精准的定位校正信息。该设备适用于成都局配属的各专业基础设施检测车,安装简单快捷,与LKJ装置的接口具备完善的电气隔离。目前,该设备已在成都局电务检测车和接触网检测车上开展初步动态测试,基本达到设计要求,提升了基础设施检测车的智能化程度,有助于提高检测作业质量和效率。

基于车载三维激光扫描技术的LKJ数据测量方法研究

为了进一步提高LKJ数据采集时测量自动化程度、作业效率、测量数据精度及数据容错率,降低外业安全风险系数,考虑三维激光扫描技术具有主动式、非接触、高分辨率、高精度等优势,提出一种基于点云数据的LKJ数据采集方法。以合肥工务段多条线路为例,使用由Z+F 9012激光扫描仪、定位导航模块(GNSS)、高精度激光惯导及车轮编码器组成的手推式车载三维激光扫描系统,结合改进后的CPⅢ靶标,快速完成多条线路的LKJ数据采集。将点云数据分别在60,200,500,1000 m靶标间隔进行约束计算分析,当靶标间隔为200 m、平均推行速度为5 km/h时,点云绝对位置精度可达6.5 mm(平面)、6.7 mm(高程),相对点云精度优于2 mm;通过点云数据可快速完成公里标、道岔、信号机及限界等LKJ数据采集。实践证明,该技术可以高效、精确地完成LKJ数据采集工作,同时为实现数字化工务管理提供基础数据,具有广阔的应用前景。

基于雷达的LKJ辅助测速技术研究及应用

针对目前铁路LKJ广泛采用的转速传感器测速方式在机车测速轮轴空转、滑行条件下存在较大测速偏差的问题,通过分析雷达速度传感器在机车测速中的可用性,提出雷达速度传感器在机车上应用的标定方法及辅助LKJ识别机车测速轮轴空转技术方案,以减小机车测速轮轴发生空转滑行的概率,从而提升LKJ测速测距的精度,降低相关行车风险。

基于改进场景法的新一代LKJ系统测试方案优化

新一代列车运行监控系统功能繁多、应用场景复杂,对其进行仿真测试变得愈发重要。针对目前测试工作中存在的测试场景不够丰富、测试效率低等问题,提出一种测试优化方案。在LKJ相关技术文件和规范的基础上,引入“危险与可操作性分析”中的启发式引导词思想,基于改进场景法对包含待测功能项点的特定场景进行分析与梳理,生成描述正常场景的基本流及覆盖异常场景的备选流,并将其转化为场景图,采用路径搜索算法由自动测试平台生成测试用例。最后,选取4个实际运营中常见的功能项进行测试。测试结果表明:自动测试平台的测试平均耗时较人工测试减少约43%。该方案所生成的测试用例可覆盖更丰富的测试场景,同时可减轻测试工作量,对后续LKJ系统自动测试的发展具有重要的理论支撑和实际应用意义。

LKJ/GYK主机模拟测试设备综合校验仪的研制

综合考虑LKJ/GYK主机模拟测试设备校准规范的改版、面临的现状、安全需要,提出LKJ/GYK主机模拟测试设备综合校验仪的研制。进一步通过对研究思路、技术方案、现场试验及数据分析等,从技术的合理性、可靠性、便携性和安全性出发,研制LKJ/GYK主机模拟测试设备综合校验仪计量设备,解决依照新规范定期对LKJ/GYK主机模拟测试设备校准问题,为确保LKJ/GYK主机模拟测试设备及LKJ和GYK的量值准确可靠提供有效的技术支撑。

LKJ制动模式曲线的安全冗余分析

本文从LKJ系统为切入点,研究LKJ制动模式曲线计算的制动距离,以及实际制动距离的求算。并在了解具体原理之后,通过多个典型场景的模拟,计算不同场景的两种制动距离,以此来得出不同场景的冗余度。最终本文得出LKJ制动模式曲线安全冗余度的范围,以及不同的影响因素对于冗余度的影响。通过本文的研究可以对于在安全情况下,提高普速列车的工作效率有着一定作用。

LKJ2000侧线股道号自动识别方案研究

针对列车在接车/进站过程中因侧线股道号输入延误或错误易引发安全风险的问题,设计了一种列车安全辅助防护模块,基于LKJ2000实现侧线股道号的自动识别。通过预存车站综合站场图数据,为系统提供详尽的地理基础信息;利用RTK技术构建卫星差分基站,实现列车运行中的分米级高精度定位,极大提升了定位精度和实时性;引入先进加密技术,确保从车站计算机联锁系统或TDCS/CTC系统中接收的车站联锁数据的完整性和安全性;基于列车定位和联锁数据,结合LKJ车载基础数据文件,精准识别当前侧线股道号信息。该模块通过CAN总线将关键信息实时推送至LKJ2000,实现站场信息的同步可视化显示,为乘务员提供直观、全面的线路数据支持。经现场实车验证,该模块具有良好的兼容性和可靠性,也有效增强了LKJ2000系统的稳定性,进一步保障列车运行安全和运输效率。

LKJ2000线路所侧线数据编制方法研究及简化建议

列车在经过线路所通过信号机后的线路分歧点时,根据分歧道岔型号及分歧点所在位置的不同,需要实施不同的限速控制。LKJ2000型列车运行监控装置的控制依赖于地面预先编制的LKJ车载基础数据,在相同线路场景下,不同的数据制作方式会产生不同限速控制效果。为保障列车在线路所通过信号机后,线路分歧点的安全运行并兼顾列车运输效率,基于LKJ2000控制模式及其限速防护的实现原理,对线路所位置的侧线数据制作方法进行研究。通过分析现行铁路技术管理规程和实际列车运行时的限速需要,使用LKJ2000软件模拟不同数据制作方法下的线路所侧线限速控制效果,以及对列车运输效率的影响,提出对线路所通过信号机位置LKJ2000道岔数据的简化建议。

动车段(所)分割信号机处LKJ行车作业方式探讨

针对动车段(所)分割信号机处,列车运行监控装置(LKJ)控制列车行车许可终点易与实际排列进路不一致等问题,深入研究LKJ行车作业方法,以进一步提高作业效率。结合LKJ工作原理、控车策略,在不同行车许可终点情形下,分析将列车接入G2停车位5种行车作业方式的优缺点。提出2种优化方案:增加LKJ股道号,即针对不同行车许可终点,预置2组股道数据,LKJ根据实际排列进路调用相应线路数据,形成控车曲线;增设应答器组,用于提供线路基础信息、临时限速、侧线进路等数据,以区分长/短进路。经过方案比选,推荐采用增加LKJ股道号的方案,确保行车许可与实际排列进路一致,保障行车安全。

基于优化编制的LKJ模拟检验大纲自动生成方案探讨

长期以来,各铁路局集团公司均以LKJ数据修改明细表中的数据交路为序,以数据项变化为主要内容,编制LKJ车载基础数据模拟检验大纲。如果出现漏改的数据区段,按照现行的LKJ数据模拟检验大纲编制思路就没有相应的测试项点,则存在LKJ车载基础数据文件无法满足列车运用需求的安全隐患。为此提出以模拟检验任务为主序、以施工涉及变化的各担当数据区段为次序的原则编制模拟检验大纲,并将数据修改明细表中对未检验的控制类LKJ数据项作为补充测试内容,得到兼具二者优点的LKJ数据模拟检验大纲。在此基础上,为提高LKJ车载基础数据文件模拟检验大纲编制的准确性和效率,还深入探讨了LKJ模拟检验大纲的自动生成方案。

LKJ控制车站多个高速道岔限速隐患分析及对策

因早期设计的局限性,LKJ在车站区域只能调用预先编制的唯一高速道岔股道数据(126股道数据)控制列车运行。当存在多条径路有高速道岔接车时,会出现LKJ调用的高速道岔股道数据限制速度、进出岔距离与列车实际运行状况不一致的问题,存在安全风险。为此,结合LKJ程序控制及LKJ基础数据源文件编制原则,在排查沈阳局管内所有接入高速道岔车站走行径路的基础上,归纳出5种典型场景,结合图例针对性地分析可能存在的安全风险,采取统一高速道岔限速值、提供特殊地点说明等解决措施,并提出改变行车方式和高速股道可输入股道号的可行性方案。现场应用效果表明:该方案能够解决现有车站具备多条径路接入高速道岔的安全隐患,具有一定推广价值。

基于LKJ实时信息的检测车工电供时空同步系统设计

针对工电供检测车各类型检测数据,因时间、空间信息不统一而难以进行综合分析的问题,基于LKJ实时信息设计一种工电供时空同步系统。首先阐述该时空同步系统结构和实现原理;然后利用GPS/BDS提供的世界标准时间(UTC)信息对时钟进行校准,以实现时间同步;利用公里标获取算法计算检测车所处的精确位置;根据线路名匹配算法获取线路名,以公里标和线路名等信息组成空间同步信息;最后对工电供时空同步系统进行为期2年多的现场试用测试。试验结果表明,引入时空同步系统后,检测车的定位精度小于5m,工电供各检测系统输出的检测数据具备时间和空间位置的统一性。

一种基于LKJ设备运行监测管理系统的机车分级整备方案

为了能自动计算机车走行里程并根据走行里程提示相应整备级别,文章提出一种基于LKJ设备运行监测管理系统(LMD)的机车分级整备方案。首先,集成在LMD系统中的软件功能模块通过LMD系统获得机车的走行里程,再通过预先设置好的逻辑判断出机车需要进行的整备作业级别,这样,机车入段后,整备作业人员只需按照提示的整备级别对机车进行相应级别的整备作业。其次,方案还结合整备次数进行判断,避免了机车因跑短交路而长时间没有进行高级别的整备。另外,根据机车的实时走行里程及高级修程计划,本方案能计算出机车最近的实际日均走行里程及参考日均走行里程,这样,调度能够根据参考日均走行里程安排机车进行适当的交路,使机车能在计划的时间点达到高级修程的走行里程。

基于异构粒子群算法的LKJ辅助驾驶优化研究

目前,LKJ机车主要依靠司机经验进行操纵,存在操纵不合理、晚点、能耗大等问题,针对这一问题,基于分布式的思想,提出一种结合模拟退火的异构粒子群算法,根据线路条件、限速条件等,对LKJ辅助驾驶曲线进行优化。算法以节能、准点为优化目标,首先,根据线路限速信息,利用分布式的思想将列车站间运行区段划分为独立的子区间,对各子区间进行并行优化;其次,通过异构粒子群算法中的学习因子,使算法在执行前期加快全局搜索能力,在算法执行后期加快局部收敛速度;然后,为防止算法过早陷入局部最优,利用模拟退火算法的Metropolis准则,使算法在执行过程中能够跳出局部最优解,从而进一步提升全局搜索能力;最后,以京广线部分区段的实际线路数据对算法进行仿真验证。仿真结果表明:在区间运行时间和限速条件的约束下,本文提出的SA-HPSO算法在迭代至76代时收敛至最佳适应度,该算法具有较强的全局搜索能力和较快的收敛速度,能够在较少的迭代次数内搜索到各子区间最优工况转换点,从而生成能够指导LKJ辅助驾驶的站间优化曲线,对LKJ辅助驾驶曲线优化具有一定的现实意义。

LKJ设备运行监测管理系统开发的探讨

LKJ设备运行监测管理系统(LMD)通过采用TSC设备,建立互联网环境中云数据中心的数据接收、处理、分发机制等,实现LKJ设备运行状态和数据版本运用状态的实时监测和管理,并为铁路运输及相关作业提供管理信息支持,确保LKJ系统设备的稳定运行和安全风险的有效管控。

提升LKJ数据管理水平的实践

介绍了武汉局集团公司加强LKJ数据安全,提升LKJ数据管理水平的具体实践。重在落实LKJ数据管理中排查出的7个主要风险管理措施,建立提升LKJ数据管理水平的5个长效机制,以此促进LKJ数据管理规范化、标准化发展,更好地为铁路运输生产服务。

LKJ基础数据自动编制系统的实现与应用

长期以来LKJ基础数据均是由人工编制,为提高数据编制准确性及效率,使数据结构更加规范,研发了LKJ基础数据自动编制系统,包含LKJ原始数据检查、工程表文件生成、基础数据自动编制、校核、交接等环节,减少了人工参与度,降低LKJ基础数据错编、漏编风险,实现人控向机控转变。

基于UPPAAL的LKJ-15系统模式转换功能建模与验证研究

模式转换是LKJ-15系统的重要功能。为了保证模式转换功能安全,提出利用形式化建模工具UPPAAL对该功能进行建模与验证。首先分析LKJ-15系统各种模式转换条件,建立模式转换信息交互网络;之后使用UPPAAL建立模式转换功能模型;最后对模型进行仿真和BNF语句验证。结果表明:该模型满足LKJ-15模式转换的功能要求,其安全性得以验证,为系统开发和应用提供了理论保障。