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聚焦列控：LKJ2000侧线股道号自动识别方案研究-功能实现（连载二）

思维列控

2025-04-15

编者按：

列车接车与进站时，侧线股道号输入问题易引发安全风险，为此研发了列车安全辅助防护模块，此模块基于LKJ2000实现侧线股道号自动识别。它预存车站综合站场图数据，为系统提供地理基础信息，利用RTK技术构建卫星差分基站，让列车定位达分米级精度，提升实时性，引入先进加密技术保障联锁数据完整安全。结合定位、联锁及车载基础数据，精准识别股道号，还通过CAN总线将关键信息推送至LKJ2000，实现站场信息可视化。经实车验证，其兼容可靠，增强了系统稳定性，保障列车运行安全高效。

1 站场信息采集

在国铁集团的 TDCS 中心或路局架设信息接口服务器，获取站场TDCS/CTC系统实时数据，并将数据发送至系统服务器。分别在TDCS系统侧和本模块接入侧设置网闸，并设置数据过滤规则，本模块只单向接收 TDCS系统数据，不对TDCS系统造成任何影响。传输信息内容及格式按照《列车调度指挥系统（TDCS）数据通信规程》（Q/CR 444-2018）执行。

1）信息传输与加密机制优化。为确保信息在传输过程中的安全性，防止泄露和篡改，依据《轨道交通通信、信号和处理系统第2部分：开放式传输系统中的安全相关通信》（GB/T 24339.2-2009）中的安全通信协议，增加安全措施，主要包括序列号、时间戳、超时检测、源和宿标识符的验证、反馈报文确认、严格的认证过程、安全编码及加密技术等，以有效抵御重复、删除、插人、重排序、损坏、延时、伪装等潜在的传输威胁。站场信息接口服务器对每个车站的联锁信息进行重新处理，包括车站号、场号、解密校验码和信息发送时间戳等关键信息，在打包、压缩后，采用先进的加密算法进行加密，确保数据的安全性。加密后的信息通过移动公网（5G）向防护模块发送。当列车运行至前方车站而对应通信中断时，防护模块会立即停止发送该站数据，并同步向LKJ2000发送通信中断标识，以便通过LKJ2000的屏幕显示器及时通知乘务员采取必要的安全措施。另外，若防护模块在固定周期内未能接收到联锁信息，防护模块则会判定为通信故障，此时防护模块向LKJ2000发送联锁信息故障标识，由LKJ2000自动采取相应的安全措施，确保列车运行安全。

2）实现统一时钟源。为保障TDCS/CTC信息的时效性和准确性，防护模块（包括车载设备和地面设备）采用统一的时钟源，使防护模块在接收到TDCS/CTC信息后，能够基于信息发送时间戳准确判断该信息的有效性，进而决定是否将其用于列车控制。鉴于TDCS系统具备卫星授时功能可以为其他设备提供统一的时钟，因此在TDCS系统与该模块间增设系统标准时钟信息传输机制，站场信息接口服务器基于NTP（网络时间协议）通过专线以固定周期获取TDCS系统的时钟信息，并作为统一的时钟源，为模块内的其他服务器和车载设备提供时间同步服务，以确保防护模块时钟与TDCS时钟高度一致，为列车安全、高效运行提供有力保障。

2 车站计算机联锁信息采集

防护模块通过站场信息接口服务器实时、单向获取其所在车站计算机联锁信息，不对车站计算机联锁系统造成任何影响。采集的车站计算机联锁信息经站场信息接口服务器处理后，通过无线数传电台发送至该站无线数传电台信号覆盖范围内的安装有防护模块车载防护主机的列车使用。车站计算机联锁信息采集接口示意见。

为确保车站计算机联锁信息在传输过程中的高度安全性，防止任何形式的泄露和篡改，站场信息接口服务器严格遵循《轨道交通通信、信和处理系统第2部分:开放式传输系统中的安全相关通信》（GB/T 24339.2-2009）中的安全通信协议。对于车站的计算机联锁信息，采用与TDCS/CTC信息采集方式一致的加密机制进行加密处理，确保信息的完整性和保密性。加密后的信息将通过高效稳定的无线数传电台，以固定周期单向实时发送给车载设备。若防护模块的车载设备与无线数传电台之间通信中断（包括但不限于车载、地面无线数传电台故障或超出信号覆盖范围等情况），车载设备将迅速识别该通信故障，并将该故障信息通过CAN总线发送至LKJ2000，由LKJ2000立即执行预设的安全措施，从而保障列车的运行安全。

车站已部署计算机联锁系统，且该系统使用统一的时钟管理，无需与其他系统进行时钟校对。此外，基于无线数传电台传输信息的实时性和卓越的抗干扰能力，经实际应用验证(如LKJ与无线调车机车信号和监控系统配合使用的控制方式)，在当前传输方式下，防护模块无需额外的统一时钟源。

3 综合站场图数据绘制

防护模块主要包含的站场数据如下。

1）铁路地理信息。该模块详细记录了道岔、信号机、站界、车挡、固定脱轨器、接触网终点标等关键设施的位置和属性。

2）综合站场图数据。涵盖了轨道区段的具体划分（如轨道区段之间的连接关系等）、信号机的状态与配置、长期限速信息（如限速曲段、限速道岔等）、各类防控项点信息（如接触网终点、车站站界等），不仅反映了站场物理布局，也体现了列车运行过程中的安全要求和防护策略。

3）BDS使用的坐标数据。该数据是通过高精度卫星定位技术获取，结合铁路地理信息和站场图数据，实现列车位置的精确判定和实时跟踪。

在铁路地理信息和站场图数据之间建立映射和同步机制，是确保综合站场图准确性和时效性的关键。通过该机制，模块能够实时

更新、同步数据，形成完整、准确的综合站场图，为列车安全防护提供有力支持。

4 列车定位

防护模块以北斗卫星导航系统为核心，同时兼容GPS、GLONASS、GALILEO等全球导航卫星系统，实现高效、稳定的卫星定位。为进一步提升定位精度，自建差分站，防护模块采用RTK(实时动态)载波相位差分技术，可以在列车运行时实现分米级的高精度定位。差分站需设置在定位区域附近，为覆盖区域内的列车提供高精度位置修正服务，通常单站覆盖半径可达35 km。

在工作过程中，差分站通过数据链将观测值和本地坐标发送给车载防护主机。车载防护主机同时接收卫星数据和差分数据，经过实时解算后，即可获得高精度的定位坐标。在无遮挡的环境下，该技术能够满足防护模块对列车精确定位的严格要求。

来源 I 牛晓林，赵俊峰，霍震，焦炳岩，王景欣

铁道通信信号，2024.10

- 未完待续 -

策划：程丽娟编辑：邱世豪

校对：骆开尚审核：张瑞

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河南思维自动化设备股份有限公司创立于1992年，是一家从事列车运行控制、铁路安全防护、高速铁路运行监测与信息管理整体解决方案的高新技术企业。2015年公司在上海证券交易所主板上市（603508.SH），是我国列车控制领域首家A股上市企业。

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思维列控河南思维自动化设备股份有限公司创立于1992年，是一家从事列车运行控制、铁路安全防护、高速铁路运行监测与信息管理整体解决方案的高新技术企业。2015年公司在上海证券交易所主板上市（603508.SH），是我国列车控制领域首家A股上市企业。

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