列车运行监控装置（LKJ）数据无线传输实施方案研究

易坚



列车运行监控装置（LKJ）数据无线传输实施方案研究

易坚

（中国铁路武汉局集团有限公司，湖北 武汉 430000）

列车运行监控装置数据无线传输系统可在机车回段入库后，通过LAIS系统车载设备的无线发射模块及WLAN天线，将LKJ数据传输至地面设备。实现车载LKJ数据从车上到地面的便捷、可靠传输，提高电务车载设备测试人员对LKJ运行数据分析与测试作业效率。

监控装置；无线传输；车载设备；信息化程度

1 概述

列车运行监控装置（LKJ）的运行记录数据的检测作业，是在机车入库后，由人工作业方式下载，再由铁路办公网人工上传至所属车载设备车间进行处理与分析。在现场作业时，由于机车类型、作业性质及整备作业方式不同，LKJ运行数据的检测作业点分布往往比较分散，采用人工下载方式不仅效率低下，数据出现错漏的概率大大增加，数据文件的安全性无法得到保障，还可能因为频繁使用移动存储介质插拔，造成LKJ车载设备出现故障。铁路总公司运输局在《关于做好电务系统安全监控技术体系规划和建设工作的通知》（运电信号函〔2014〕460号）中明确提出了LKJ数据要“通过LAIS的WLAN传输检测作业信息，实现对机车入库检测作业的安全监控”。为了响应相关文件要求，切实提高现场作业效率和数据安全可靠性，对LKJ数据无线传输的具体实施方案进行研究，具有很好的安全效益。

2 整体思路

LKJ数据实现“车-地”间无线传输和现场分析管理，需涉及到数据采集、数据传输、数据管理、终端分析四部分内容。车载LKJ数据的采集依托列车运行状态信息系统（LAIS）实现，LAIS车载主机连接LKJ2000监控装置，通过信息采集模块完成LKJ数据的实时采集。机车回段入库后，通过LAIS系统车载设备既有的无线发射模块及WLAN天线，将LKJ数据传输至地面设备。当机车进入网络覆盖范围内，无线网络自动连接，车载LKJ数据传输采用增量上传方式，机车进入每个传输区域时，只传输未传输的数据至车载车间的LKJ数据服务器，由LKJ数据服务器进行数据的整理及存储，现场分析作业人员通过分析管理终端对需要分析的数据进行人工处理。从LAIS系统对车载LKJ数据的采集，到数据服务器对LKJ数据存储及管理的全过程里，均考虑了信息安全机制，以保证传输数据的安全可靠。系统框架如图1所示。

图1 系统框架图

3 实施方案

3.1 系统结构及功能

系统由车载层、工区（工点）层、车间层、用户层组成。系统结构如图2所示。

车载层由车载LAIS系统的列车车载信息采集装置构成，主要完成LKJ数据的采集及数据文件无线转发功能。工区层由地面无线AP、无线接入控制器、有线网络传输设备构成，主要完成LKJ数据的地面无线接收及数据上传功能。车间层由数据库服务器、维护工作站、网络传输设备构成，主要完成LKJ数据的存储、管理、分析及查询功能。车间层是人际交互界面，由分析查询终端及网络设备构成，主要完成LKJ数据的分析及查阅功能。

LAIS系统的列车车载信息采集装置自动识别地面WLAN无线网络，将采集到的LKJ数据自动上传。列车车载信息采集装置具备自动重发、断点续传功能，保证数据的完整性和效率。车载程序与站基智能下载程序之间通过无线网络进行通讯，站基智能下载程序与车间服务器之间通过LKJ数据网（铁路办公网）相互间交互。

图2 物理框架示意图

LKJ数据的传输功能由无线局域（WLAN）网传输、LKJ数据网传输两部分组成。WLAN网传输由2.4 G和5 G两个频率同时进行数据传输，具有高等级的网络安全性，支持多种认证加密方式及非法AP和STA检测，可灵活配置无线接入点的管理数量，具有良好的可扩展性；LKJ数据网传输尽量利用铁路办公网物理传输通道，通过适应性改造，确保新增业务承载的可靠性。

由于该网络具备开放性、高扩展性以及铁路办公网内承载多种业务的实际情况，需要增加防火墙设备，采取高等级的网络安全防控措施、病毒防控等基础信息安全技术，从不同防御层面，提升系统的基本安全防护能力，降低系统的安全风险，保证系统及网络高效、平稳、安全运行。

3.2 设备安装方案

系统由车载设备及地面设备两部分组成。车载设备利用既有车载设备实现功能，无需新增设备；地面设备主要由室外设备及室内设备组成，其中室外设备主要由无线AP及天线，室内设备主要包括服务器设备、无线接入控制器、网络设备、防火墙设备、终端工作站等。

室外设备安装方案：根据LKJ车载作业需要，在作业区域范围内，选择合适的间距及位置安装无线AP及天线，无线AP及天线根据现场实际情况采用在既有建筑物侧壁安装或立杆安装两种方式。根据现场实际情况调整天线角度，有效保证机车内的信号强度，确保链接成功与数据传输完整。

室内设备安装方案：室内设备除分析终端外，全部集中安装在系统机柜内，机柜根据现场维护和管理的需要，就近设置在距离作业点最近的信号工区或车间内。分析终端根据LKJ车载作业需要，部署在各工区、车间、电务段分析中心。室内设备的电源由既有工区或者车间办公电源供电。

4 实际运用及效果

武汉铁路局电务车载工班LKJ数据无线WLAN网建设工程，工程范围涉及局管内5个电务车载设备车间及53个车载LKJ数据检测点，工程投资400万元，于2017-12完成竣工验收。

工程建成后，实现了车载LKJ数据从“车上到地面”的便捷、可靠传输，极大地节省了现场电务作业人员的人力成本，有效提高了电务车载设备测试人员对LKJ运行数据进行分析与测试的作业质量和作业效率，全面提升了车载LKJ数据管理的信息化程度。系统的建设适应了铁路的信息化发展，满足了现场作业需求，有效保障了列车运行安全。

2095－6835（2019）03－0062－02

U284.48

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.03.062

〔编辑：严丽琴〕