2019年6月
第55卷第6期
铁道通信信号
RAILWAY SIGNALLING&COMMUNICATION
June2019
Vol.55No.6
万书成史维利王洪涛
摘要：传统LKJ设备的数据测量，多采用手推式测距轮或皮尺方式，测量误差大、工作效率低、安全风险高。为此，本文提出基于北斗卫星定位的LKJ数据测量系统，经在长春电务段实际运用，该系统能够精确、高效地完成测量任务，取得了很好的应用效果。
关键词：列车运行监控记录装置；卫星定位；数据测量
Abstract：Hand-push distance measuring wheel or tape ruler is used in traditional measurement methods of LKJ equipment data,which may result in large measurement error>low work efficiency,and high safety risk.Therefore,a LKJ data measurement system based on BeiDou satellite positioning is proposed.The application of the system in Changchun C&S maintenance district shows that the system can achieve precise measurement efficiently and good results have been achieved.
Key words:LKJ；Satellite positioning；Data measurement
DOI：10.13879/j.issnlOOO-7458.2019-06.19123
列车运行监控记录装置（简称LKJ）是保障列车运行安全的列车速度控制装置。该装置在实现速度控制的同时，采集记录了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，是用于控制列车“两冒一超”（冒进、冒出、超速）的重要控制设备。铁路线路中的轨道电路长度、信号机位置及间距等信息都需要存储在LKJ中，LKJ依据这些基础数据实现对列车运行速度的监督控制。
传统的数据测量往往采用手拉皮尺人工计数或手推式测距轮人工读数的方式，不仅测量误差大、劳动强度高，而且需要测量人员长时间步行在轨旁，工作效率低、安全风险高。为此，经沈阳局集团公司批准立项，长春电务段组织技术团队设计了一种基于北斗卫星定位、移动互联网传输和云存储技术的.信号设备位置测量和管理系统（以下简称
万书成：中国铁道科学研究院研究生部工程师100081北京史维利：中国铁路沈阳局集团有限公司吉林电务段工程师132000吉林
王洪涛：中国铁路沈阳局集团有限公司长春电务段工程师130000长春
基金项目：中国铁路沈阳局集团有限公司.北斗卫星定位LKJ 数据测量系统.2017D14.
收稿日期：2019-02-25系统），可以完成信号机、轨道电路等设备的位置测量、记录和距离计算。
1系统构成
1.1硬件组成
基于北斗卫星定位的LKJ数据测量系统硬件部分主要包括基准站、移动站、手持终端、云端服务器等。其中，基准站包括无线数字传输电台、卫星接收机、接收天线；移动站包括卫星接收机、接收天线。卫星接收机示意图如图1所示，主要包括部件如下。
1）差分信号灯。在RTK模式下收发差分数据，每1s闪烁1次。
2）卫星灯。表示搜到的卫星颗数，每5s闪烁1次，表示正在搜星，闪烁N次，代表搜到N 颗卫星。
3）网络灯。网络模块拨号成功后，每Is闪烁1次。
4）电源灯。指示接收机的开闭。当外接电源时，2个指示灯都会亮；当使用内置电池时，只有正在工作的电池所对应的灯会亮。如果只安装1块电池，电池没电时.电源灯会闪烁，还会带有蜂鸣；当装有2块电池时，若电池没电，电源灯会闪
铁道通信信号2019年第55卷第6期
注：1为差分信号灯；2为卫星灯；3为网络灯；4为
电源灯；5为静态切换健；6为电源键
图1卫星接收机示意图
烁，一段时间后，自动切换到另一块电池。
5）静态切换键。①静态模式下，闪烁间隔代表着数据记录时间间隔；②RTK（实时载波相位差分）模式，接收机连接控制器或者电脑并发送指令；③当内存被占满时，差分灯和静态切换灯同时每1S闪烁1次。
6）电源键。开机状态下，按电源键Is，所有灯亮；关机状态，长按电源键，蜂鸣器响，直到所有的灯都熄灭。
手持终端（手机）通过蓝牙连接至北斗定位设备.并把位置数据通过移动互联网上传到服务器。作业人员只需在第一次测量时，用手持终端绑定北斗定位设备，而后在每次打开测量界面时，手持终端都会自动搜索附近已经绑定的北斗定位设备，进行自动连接。当同一区域内出现多个已绑定的北斗定位设备时，手持终端会弹出列表供作业人员选择。
开始测量时，北斗定位设备会将采集到的位置数据通过蓝牙自动上传到手持终端，作业人员点击“保存”后，再把位置数据上传到服务器。
对于设备位置信息的采集，系统具备单点定位、多点定位和连续定位3种方式。系统在设备台账中，选择且配置好设备的定位类型，手持终端就可以显示不同的定位界面。其中：①单点定位是只有1个坐标，适用于单点位置测量，例如信号机、应答器位置等；②多点定位是一系列坐标的集合，适用于长度测量，例如轨道电路、电缆等；③连续定位是一段连续的坐标轨迹，适用于长度测量。1.2软件组成
基于北斗卫星定位的LKJ数据测量系统软件部分，包括铁路LKJ数据信息管理系统（PC端）和维保系统（手机端）。
铁路LKJ数据信息管理系统的主要功能是根据管理员的要求生成相应报表，并导出Excel表。Excel表格包括既有公里标、北斗定位数据、人工修正、历史表追溯等内容。首先，管理员录入线路信息、设备信息、设备关系等；然后，作业人员使用北斗定位设备进行位置定位，通过手持终端把定位数据传给后台；最后，管理员从后台的LKJ数据显示界面中选择生成LKJ数据报表。
维保系统APP的主要功能是配合手机实现卫星接收机的位置数据显示、采集、转发、转换和存储等。
2系统设计要求
通过移动互联网将数据传输给云端服务器，由云端服务器软件记录并保存测试数据.具体设计要求如下。
1）采用云端服务器采集并存储数据。
2）接线方式简单、设备轻巧便携。
3）实现手机终端和PC机终端显示。
4）可查询历史测试记录生成报表。
5）实现坐标数据采集、转发、转换、保存和位置查看等功能。
6）具备设备位置定位（包括单点定位、多点 定位、连续定位等）和数据自动上传功能。
7）支持既有公里标方式生成报表，同时也提供以修订数据（北斗数据或者人为修改）方式生成报表，自动生成报表的同时，优化长短链的处理，降低现场制作报表的复杂度。
3系统工作原理
北斗卫星定位系统是一种全球卫星定位系统，其基本工作原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据•计算出接收机的具体位置。通过卫星定位设备采集被测对象的坐标，使用基于RTK技术的卫星定位设备，使定位精度达到厘米级。RTK的关键在于数据处理和数据传输.定位时要求基准站接收机实时地将观测数据（伪距观测值和相位观测值）和已知数据传输给移动站接收机。由于传输数据量较大，因此一般要求传输速率达到9600b/s。相比常规测
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量，RTK 的优势在于动态相对定位仅需几秒钟， 极大地提高了观测效率，且测量误差分布均匀，彼 此独立，精度可靠度高，不存在误差累计现象。
基于北斗卫星定位的LKJ 数据测量系统工作
原理如图2所示。设置2个卫星接收机，1个作为
移动站（用户站），另1个作为基准站。移动站放
置在被测对象处，接收卫星信息的同时，通过无线
接收设备接收基准站的改正信息。基准站安装在车 站天台，连续接收卫星信息，将所获得的观测值与 已知的坐标信息进行比较，得到改正值，通过无线
电传输设备实时地将观测数据及其改正值发送给移 动站。移动站根据相对定位原理，对其结果进行求
差坐标解算，并显示移动站的三维坐标及其精度， 定位精度可达1~2 cm 。
通过手机APP 将移动站采集到的坐标数据转 发至云端服务器，同时APP 也可以显示转发后的
数据信息。服务器接收数据后，将其换算成距离信 息.即信号机之间的距离，并保存在规范的表格 中，可通过PC 端进行访问、查看和导出。
打开PC 端浏览器或手机端APP，可以査看线 路上信号机等设备的具体坐标信息和信号机之间的
距离信息，以及地下电缆的位置等，同时手机 APP 还可以实现目标位置的导航，便于确定某段 电缆径路的具体位置。
4系统技术指标
1） 测量精度：水平士 （8 + 1.0X10^X D ）
mm；垂直士（15 + 1. 0X 10" X D ） mm ；其中
D 是指基线距离，即基准站与移动站之间的距离。
2） 功耗：基准站功耗$60W ；移动站功耗2. 85W.电池使用时间为8 h 以上。
3） 物理性能：体积15.8cmX7.5cm （移动
站）；重量0.95 kg （含2块电池）（移动站）。
坐标敷据采巢;「 敦据棒发;「敢据转换'保存;「位工査看;r
图2北斗卫星定位I.KJ 数据测畳系统工作原理框图
4）环境特性：工作温度一 40°C 〜+ 65°C ；存 储温度一409〜+ 859；湿度100%无冷凝；防水 防尘IP67，可浸入水下lm，可漂浮；冲击震动可
承受2 m 跌落物的冲击力。
5 系统测试
在进行现场数据测量前，首先，登录网站配置 基础信息，依次录入路局名称、编号，电务段名
北斗手机号定位称、编号，新增线路、车站，配置信号机数据、进 路数据等；其次，将基准站接收机固定在车站站台 附近的开阔地.可以使用三脚架固定或对中杆方式 安装；然后，将基准站设备上电；最后，由操作人
员随身携带移动站设备至被测对象处，打开手机
APP，蓝牙连接移成功后，即可进行测量。
为了测试系统的实用性和准确性.选取了沈阳 局管内大安北站和松原站的6项数据，与I.KJ 《信 号机与轨道电路分布表》进行测试比对，并查看测
量数据是否能有效存储在服务器端，以及是否具备 导入导出功能，实际测试情况如下。
1） 分别采集被测信号机和公里标的经纬度坐
标，记录后自动发送给服务器，服务器端软件自动
计算两点之间的距离，与实际测量距离基本一致， 误差在允许范围内。
2） 测试数据可以一键保存，并实时存储在服
务器终端电脑上，后台软件自动保存计算距离结
果，并可在用户端进行查看；具备数据的导入、导 出及生成报表功能。
本次北斗卫星测量距离与实际LKJ 数据距离进行
比对，结果偏差均在10c m 以内.如表1所示，说
明该测量系统达到测试标准，能够满足系统设计 要求。
6结束语
目前在中国既有铁路运营线路上，
采用车载LKJ 设备进行运行监控，以 实际的线路长度作为里程依据。线路
开通后，每年现场都要进行维修拨道
或者增减道岔，导致里程会发生变动，
需在每次调整后进行里程数据实地测
量。为了准确测量车站进路距离，本
文采用了基于卫星定位、移动互联网
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采用U 盘文件冗余方案实现TSP 系统的可靠装载
董高云 余文兵 郑重虎
摘 要：为解决TSP 系统在使用过程中可能出现的U 盘位反转问题，提出了一种U 盘文件冗余
方案。本文描述了 U 盘位反转的原理，以及在发生位反转时采用U 盘文件冗余方案实现TSP 系 统可靠装载U 盘，并且评估了该方案的应用场景、适用范围和可靠性。经实验证明，该方案能
够应用于现场工程实施中，提高了 U 盘加载文件的可靠性。
关键词：安全计算机平台；位反转；U 盘冗余；装载
Abstract : A scheme of U-disk redundancy used for solving the U-disk's bit reverse problem is in
troduced. Firstly, the principle of U-disk bit reverse is described. Then, how to use the scheme to
solve the bit-reverse problem is described. Next» the application scenario, application scope and reliability of U-disk file redundancy are assessed. It has been proved by test that the scheme can be easily implemented on site to promote the reliability of the U-disk file's loading.Key words ： Safety computer platform ； Bit-reverse ； U-disk redundancy; Loading
DOI ： 10. 13879/j. issnlOOO-745& 2019-06. 18587
iBase22-TSP 型轨旁安全平台（简称TSP 系
统）的核心安全计算板（MPU ）采用U 盘装载配 置文件。上电启动时，双通道MPU 板读取插于板
卡U 盘中的配置文件并装载到内存中，完成配置 文件加载过程。在此过程中需要对配置文件进行一
系列MD5码校验，以确保其任何部分的篡改和损
表1测试数据对比表董高云：卡斯柯信号有限公司正高级工程师200071上海余文兵：卡斯柯信号有限公司工程师200071上海郑重虎：卡斯柯信号有限公司工程师200071上海 收稿日期:2018-12-13
序号车站
位置1位置2
北斗卫星测量 距离/m 实际LKJ 数据 距离/m
1
松原142公里标SV 信号机 2. 2073 2.212松原142公里标143公里标1001.36281001.363松原X 信号机XI 信号机1923.31761923.314松原X 信号机X4信号机1963.35911963.355大安北Point 1Point2437. 5766437.576大安北
Point3Point4159. 5651159.56
坏均被检出。但U 盘在装载过程中存在一定的概 率会发生“位反转”，使其相应配置文件发生改变，
导致无法通过MD5码校验，使整个系统无法启
动，此时需要重新烧写U 盘配置文件，从而影响 整个平台的可用性，增加了系统调试和维护的 时间。
本文提出一种U 盘文件冗余方案，在U 盘中 存储多份备份配置文件。当发生“位反转”时，用
“出错”文件对应的冗余备份配置文件替换“出错”
避免了手工录入有误的风险，提高了数据测 量的准确性。目前，该系统已经通过沈阳局 集团公司的技术评审.将在试验条件成熟后 投入实际应用。
参考文献
[1] 林瑜筠.区间信号自动控制[M].北京：中国铁
道出版社,2007.
[2] 徐广明.浅谈LKJ 信号设备坐标数据的测量
传输和云存储技术的方案•并设计了完整的数据测
量系统。相对于传统的测量方式，本系统具有测量
步骤简单、操作时间短、安全性高的特点。在测量 过程中，数据的记录和存储都是由设备自动完成.
[J].铁道通信信号.2011（4）.
[3]徐纯山.徐士彬.沈山自闭改造LKJ 电务基础
数据测量[J].铁路通信信号工程技术，2016
（06）.
（责任编辑：浪志红）
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