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【摘要】介绍一种适合企业自备铁路网络的列车运行监控系统，与国铁同类系统相比，系统结构简单，资金投入少，完全满足小型铁路网的运行监控要求。
【关键词】自备铁路；列车；监控
随着我国经济的飞速发展，铁路运输任务也越来越繁重，无论是列车的行车密度还是运行速度都比以前大为提高。同一时刻在路网上行驶的列车对数也显著增加。能够及时的监控每对列车所处的位置和该列车的运行状态，如行驶速度，所处位置的里程坐标，距前方信号机的距离等信息。进而对列车进行指挥和控制，对于提高整个路网的运输效率以及保证列车的运行安全，就越发显得重要。
实现上述目的由一系列装置所组成的系统，称作列车运行安全控制系统简称列控系统。我国目前列车运行控制系统采用的是CTCS系统。它主要由车载子系统和地面子系统组成，其主要功能如下：
(1)线路的空闲状态检测；
(2)列车完整性检测；
(3)列车运行授权；
(4)指示列车安全运行速度；
(5)监控列车安全运行。
由于企业铁路与国家干线铁路相比，无论是路网规模还是行车速度、列车密度以及区间长度都要相对小得多。所以要实现上述功能所需的信息量也就少得多。系统专用性强，功能强大而且自成体系（即不与外界系统发生联系）的CTCS系统设备众多，资金投入巨大。显然不是企业自备铁路能够承担的。为此，我们根据企业铁路自身的特点和依托现有的调度监控系统，开发了一套适合企业自备铁路特点的列车控制系统，也就是CTCS的简化版简称LDJ系统。以此来达到对列车运行进行监控的目的。下面就这一系统的设备构成和工作原理论述如下。
1.本系统的基本工作原理
利用机车上的列车运行监控记录装置（我们采用的是LKJ2000型）简称-运记所采集机车运行的各种数据和线路参数如列车速度、列车实时里程坐标等做为基本信息源。利用无线公网为车-地间的传输通道，地面设备对接收到的各种数据加以处理后，通过监控显示器和调度大屏幕将列车的运行情况以区间运行图和列车运行曲线图的形式分别显示出来，从而实现对列车的监控。其中区间运行图显示整个路网区间的构成和各区间是否有车占用，运行列车（机车）的车次编号。列车运行曲线图显示某次列车（机车）运行的实时状态和各种数据，如运行速度、里程坐标、所处位置线路的曲线半径、坡度和限制速度等参数。
2.本系统工作流程和设备组成
列车运行监控记录装置(运记LKJ2000型）--车载设备—无线网络（公网）--地面设备—调度大屏幕。其中，列车运行监控记录装置和调度大屏幕为既有设备，无线网络为公网设施即依托电信GSM/GPRS移动网络和Internet互联网。
2.1 车载设备
列车运行监控主机(LDJ)和数据发射天线。监控主机负责采集运记所输出的各种数据并进行解码，存储并通过数据发射天线发送出去。
2.2 地面设备
由数据处理服务器、通讯服务器、存储服务器、系统工具和客户端五个部分组成。数据处理服务器：负责接收无线网络传递过来的数据并进行初步处理，然后输送到通讯服务器和存储服务器里。通讯服务器：负责对数据服务器传来的数据进一步处理并及时转发到客户端，同时与数据服务器进行通讯，保存实时数据。存储服务器：保存数据服务器传来的数据，以便客户端进行回放和查询。系统管理工具：负责对系统进行管理，监控系统运行状态。客户端：用于实时查询运行列车的相关信息，以便实现对列车运行和机车工况的监控。
3.列车运行控制系统设备的安装和运行要求
3.1 车载设备的安装
车载设备主要由LDJ主机、外围设备接口和GPRS天线组成。其连接如图1所示。
其中LDJ车载主机与运记之间采用RS485通讯，LDJ主机实时接收和解码列车运行信息。
3.2 地面设备之间采用以太网方式连接，星型拓扑结构
使用TCP/IP网络协议进行数据传输。数据处理服务器采用双网卡结构，主网卡通过ADSL宽带拨号方式接入Internet互联网，副卡通过以太网连接通讯服务器和查询终端。通讯服务器需要一个固定局域网IP地址，并且与数据服务器处于同一网段保证通讯畅通，局域网内传输速率不低于10M/秒。数据库服务器；与其它组件处于同一局域网网段，传输速率不低于10M/秒。客户端；其与通讯服务器处于同一局域网网段能够与之顺畅通讯，传输速率不低于10M/秒。系统软件的安装环境(含数据服务器软件、通讯服务器软件和客户端软件和系统管理软件)：(1)Intel.PIII.800以上CPU；(2)内存.512m以上；(3)Windows2000及以上操作系统；(4)与通讯服务器共处一个网段，能够互联互通。以上设备的安装采用标准机柜方式组装，根据场地(机房)情况适当安放。
4.系统的运行环境要求
4.1 车载设备
能够适应内燃电力机车的安装使用；环境温度-25-+70c；震动和电磁兼容等指标符合TB3021-2001标准。
4.2 地面设备
能够适应调度中心机房安装环境；环境温度0-+45c；供电电源AC220V+20%.相对湿度不大于85%。其它环境指标符合有关计算机房标准。
4.3 系统安装的移动公网要求
本系统采用GPRS作为列车运行时车-地之间信息传递通道，因此系统最低安装要求GPRS网络覆盖率95%。沿线GPRS静态信道2个以上。系统安装的外网要求，外网接入带宽不低于2M。最好有固定IP地址。
5.注意事项
由于数据处理服务器通过公网接收数据，因此数据处理服务器需要能够直接连接互联网，需要一个固定的公网IP，才能够保证稳定连续接收数据。另外车载设备与机车要进行绑定，并且选定该机车的图标，通讯服务器只接受处理已经绑定机车的运行数据。在列车运行时，通过区间运行图能够根据不同的机车图标来区分机车和大致确定列车在线路上的位置。
6.结论
本系统与国铁CTCS系统相比，具有设备投入少系统结构相对简单，投资费用低和后期维护量小等优点，它充分利用已有的监控设备，减少了新设备的投入节省了开支，同时依托公网GPRS网络和互联网作为车-地间的传输通道，也极大的简化了列车监控系统的结构，不仅利于整个系统的稳定运行，也降低了整个系统后期维护的难度和成本。
利用本系统不仅能够在终端监控器上，分别通过区间运行图和列车运行曲线图实时的显示列车位置、运行状态和机车工作状态，而且能够储存和回放列车运行的各种数据。这对分析列车运行情况合理调整作业计划以及对列车运行安全进行预警和防控提供了可靠的支持。同时也会及时的向运行中的列车司乘人员提供远程技术指导和支持，从而提高了列车运行的安全性。实现了列车控制系统的五项基本功能；确认区间是否空闲，结合站场调监系统判断列车是否整列到达，是否可以向区间发出列车，实时精确的监控列车的运行速度、所处位置和安全状态。从而极大的提高了整个铁路运输网络的运输效率和安全可靠性。通过两年多的运行实践证明，本系统完全可以满足小型铁路网络的列车运行监控要求，适合列车密度相对较小，行车速度低和采用单线半自动闭塞的企业自备铁路和铁路专用线。
【关键词】自备铁路；列车；监控
随着我国经济的飞速发展，铁路运输任务也越来越繁重，无论是列车的行车密度还是运行速度都比以前大为提高。同一时刻在路网上行驶的列车对数也显著增加。能够及时的监控每对列车所处的位置和该列车的运行状态，如行驶速度，所处位置的里程坐标，距前方信号机的距离等信息。进而对列车进行指挥和控制，对于提高整个路网的运输效率以及保证列车的运行安全，就越发显得重要。
实现上述目的由一系列装置所组成的系统，称作列车运行安全控制系统简称列控系统。我国目前列车运行控制系统采用的是CTCS系统。它主要由车载子系统和地面子系统组成，其主要功能如下：
(1)线路的空闲状态检测；
(2)列车完整性检测；
(3)列车运行授权；
(4)指示列车安全运行速度；
(5)监控列车安全运行。
由于企业铁路与国家干线铁路相比，无论是路网规模还是行车速度、列车密度以及区间长度都要相对小得多。所以要实现上述功能所需的信息量也就少得多。系统专用性强，功能强大而且自成体系（即不与外界系统发生联系）的CTCS系统设备众多，资金投入巨大。显然不是企业自备铁路能够承担的。为此，我们根据企业铁路自身的特点和依托现有的调度监控系统，开发了一套适合企业自备铁路特点的列车控制系统，也就是CTCS的简化版简称LDJ系统。以此来达到对列车运行进行监控的目的。下面就这一系统的设备构成和工作原理论述如下。
1.本系统的基本工作原理
利用机车上的列车运行监控记录装置（我们采用的是LKJ2000型）简称-运记所采集机车运行的各种数据和线路参数如列车速度、列车实时里程坐标等做为基本信息源。利用无线公网为车-地间的传输通道，地面设备对接收到的各种数据加以处理后，通过监控显示器和调度大屏幕将列车的运行情况以区间运行图和列车运行曲线图的形式分别显示出来，从而实现对列车的监控。其中区间运行图显示整个路网区间的构成和各区间是否有车占用，运行列车（机车）的车次编号。列车运行曲线图显示某次列车（机车）运行的实时状态和各种数据，如运行速度、里程坐标、所处位置线路的曲线半径、坡度和限制速度等参数。
2.本系统工作流程和设备组成
列车运行监控记录装置(运记LKJ2000型）--车载设备—无线网络（公网）--地面设备—调度大屏幕。其中，列车运行监控记录装置和调度大屏幕为既有设备，无线网络为公网设施即依托电信GSM/GPRS移动网络和Internet互联网。
2.1 车载设备
列车运行监控主机(LDJ)和数据发射天线。监控主机负责采集运记所输出的各种数据并进行解码，存储并通过数据发射天线发送出去。
2.2 地面设备
由数据处理服务器、通讯服务器、存储服务器、系统工具和客户端五个部分组成。数据处理服务器：负责接收无线网络传递过来的数据并进行初步处理，然后输送到通讯服务器和存储服务器里。通讯服务器：负责对数据服务器传来的数据进一步处理并及时转发到客户端，同时与数据服务器进行通讯，保存实时数据。存储服务器：保存数据服务器传来的数据，以便客户端进行回放和查询。系统管理工具：负责对系统进行管理，监控系统运行状态。客户端：用于实时查询运行列车的相关信息，以便实现对列车运行和机车工况的监控。
3.列车运行控制系统设备的安装和运行要求
3.1 车载设备的安装
车载设备主要由LDJ主机、外围设备接口和GPRS天线组成。其连接如图1所示。
其中LDJ车载主机与运记之间采用RS485通讯，LDJ主机实时接收和解码列车运行信息。
3.2 地面设备之间采用以太网方式连接，星型拓扑结构
使用TCP/IP网络协议进行数据传输。数据处理服务器采用双网卡结构，主网卡通过ADSL宽带拨号方式接入Internet互联网，副卡通过以太网连接通讯服务器和查询终端。通讯服务器需要一个固定局域网IP地址，并且与数据服务器处于同一网段保证通讯畅通，局域网内传输速率不低于10M/秒。数据库服务器；与其它组件处于同一局域网网段，传输速率不低于10M/秒。客户端；其与通讯服务器处于同一局域网网段能够与之顺畅通讯，传输速率不低于10M/秒。系统软件的安装环境(含数据服务器软件、通讯服务器软件和客户端软件和系统管理软件)：(1)Intel.PIII.800以上CPU；(2)内存.512m以上；(3)Windows2000及以上操作系统；(4)与通讯服务器共处一个网段，能够互联互通。以上设备的安装采用标准机柜方式组装，根据场地(机房)情况适当安放。
4.系统的运行环境要求
4.1 车载设备
能够适应内燃电力机车的安装使用；环境温度-25-+70c；震动和电磁兼容等指标符合TB3021-2001标准。
4.2 地面设备
能够适应调度中心机房安装环境；环境温度0-+45c；供电电源AC220V+20%.相对湿度不大于85%。其它环境指标符合有关计算机房标准。
4.3 系统安装的移动公网要求
本系统采用GPRS作为列车运行时车-地之间信息传递通道，因此系统最低安装要求GPRS网络覆盖率95%。沿线GPRS静态信道2个以上。系统安装的外网要求，外网接入带宽不低于2M。最好有固定IP地址。
5.注意事项
由于数据处理服务器通过公网接收数据，因此数据处理服务器需要能够直接连接互联网，需要一个固定的公网IP，才能够保证稳定连续接收数据。另外车载设备与机车要进行绑定，并且选定该机车的图标，通讯服务器只接受处理已经绑定机车的运行数据。在列车运行时，通过区间运行图能够根据不同的机车图标来区分机车和大致确定列车在线路上的位置。
6.结论
本系统与国铁CTCS系统相比，具有设备投入少系统结构相对简单，投资费用低和后期维护量小等优点，它充分利用已有的监控设备，减少了新设备的投入节省了开支，同时依托公网GPRS网络和互联网作为车-地间的传输通道，也极大的简化了列车监控系统的结构，不仅利于整个系统的稳定运行，也降低了整个系统后期维护的难度和成本。
利用本系统不仅能够在终端监控器上，分别通过区间运行图和列车运行曲线图实时的显示列车位置、运行状态和机车工作状态，而且能够储存和回放列车运行的各种数据。这对分析列车运行情况合理调整作业计划以及对列车运行安全进行预警和防控提供了可靠的支持。同时也会及时的向运行中的列车司乘人员提供远程技术指导和支持，从而提高了列车运行的安全性。实现了列车控制系统的五项基本功能；确认区间是否空闲，结合站场调监系统判断列车是否整列到达，是否可以向区间发出列车，实时精确的监控列车的运行速度、所处位置和安全状态。从而极大的提高了整个铁路运输网络的运输效率和安全可靠性。通过两年多的运行实践证明，本系统完全可以满足小型铁路网络的列车运行监控要求，适合列车密度相对较小，行车速度低和采用单线半自动闭塞的企业自备铁路和铁路专用线。