TAX07型机车安全信息综合监测装置使用说明书（第一版）株洲南车时代电气股份有限公司安全装备事业部二00八年十二月目 录1 概述31.1 范围与目标31.2 规范性引用文件32 系统说明42.1 系统特点42.1.1 应用范围42.1.2 监测数据的记录与分析处理42.1.3 系统冗余方式与切换原理（双机）42.1.4 系统主微处理器42.1.5 系统通信网络42.1.6 适应的环境条件52.1.7 特殊的环境条件52.1.8 可靠性及可维修性52.1.9 可测性要求52.1.10 标准与技术政策52.1.11 质量保证62.2 主要功能描述62.3 主要特点描述63 系统构成及说明83.1 装置的组成83.2 装置的基本原理8电源单元9通讯记录单元13电源滤波板163.3 各功能单元接口、功能及原理164 安装指南184.1 安装技术要求184.2 装车及对外布线18装置对外插座分布18安装布线19通用电缆接线表225 常见故障判断及处理245.1 工作状态检查246 数据转储及记录数据分析处理25261 概述为解决机车上众多监测装置实时获取列车运行监控记录装置采集的时间、公里标、速度、车号和车次等列车运行信息，综合各功能模块单元的检测信息，统一时间、公里标作为基准进行监测记录，1998年铁道部统一部署全路安装了TAX2型机车安全信息综合监测装置(简称TAX2装置)。TAX2装置的投入运用为DMIS、TMIS系统运行提供了列车运行信息，为轨道动态检测、弓网检测、无线列调语音录音等机车车载监测设备提供了统一的工作平台。但随着列车提速对行车安全提出更高要求和机车信息化应用技术的迅速发展，对于采用单一的RS485、RS232通讯方式、有限的扩充空间、落后的数据下载方式的TAX2装置来讲，无论在技术构成还是在系统结构方面均不能适应当前和发展的需要。TAX07型机车安全信息综合监测装置（简称TAX07装置）应运而生，TAX07装置作为TAX2型的升级产品，它继承了TAX2装置“通过实时获取列车运行监控装置采集的时间、公里标、速度、车次等重要列车运行信息，再综合装置中各功能单元检测的信息，以统一的时间公里表作为基准坐标进行记录”的特点。TAX07型机车安全信息综合监测装置，新增加了双CAN总线，USB，以太网等先进技术，同时保留了原来的RS485总线，可以完全兼容现在现有TAX2装置上的所有插件，并增加了多个预留插件位置，根据实际情况可选配不同的机箱实现单机功能或者双机冗余功能，是TAX2型装置的更新换代的首选设备。1.1 范围与目标本资料包含了TAX07型机车安全信息综合监测装置的系统构成、技术要求、试验方法、安装与验收等方面的内容。适用于安装有LJK-93型、LKJ2000型列车运行监控记录装置的内燃、电力机车和动车组。1.2 规范性引用文件 GB/T 19520 电子设备机械结构国家标准 TB/T 3021-2001 铁道机车车辆电子装置（eqv IEC60571：1998） TB/T 3034-2002 机车车辆电气设备电磁兼容性试验及其限值（eqv EN50121-3-2：2000） TB/T 3076-2003 铁路应用机车车辆电气隐患防护的规定标准城 TB/T 3133-2006 铁道机车车辆电子产品的可靠性、可用性、可维修性和安全性(RAMS) Q/TEG 37 产品铭牌2 系统说明2.1 系统特点2.1.1 应用范围TAX07型机车安全信息综合监测装置适合已经安装有LKJ-93型或者LKJ2000型列车运行监控记录装置的各种类型的电力机车、内燃机车和动车组。TAX07型机车安全信息综合监测装置作为一个车载信息共享平台，能为机车上众多监测装置提供统一的时间、公里标、速度、车号和车次等列车运行信息。2.1.2 监测数据的记录与分析处理TAX07型机车安全信息综合监测装置为了能适应目前的长大交路，为监测插件提供了16Mb的记录存储空间，并采用了USB2.0高速转储接口，可以快速的进行文件转储。记录文件可以通过地面分析处理软件重现机车的各种状态，为铁路的现代化管理及事故分析提供依据。2.1.3 系统冗余方式与切换原理（双机）为提高可靠性，系统采用双机主从热备冗余方式。系统主机通过两个热备冗余的电源及相互独立的通讯记录插件组成。系统内部串行通信网络CAN采用A、B组冗余方式将各CPU模块连接。在正常情况下一组为工作机，另一组为热备机，工作机负责与其他插件进行通讯，而热备机只负责数据的侦听和监测数据的记录。热备机经CAN总线实时接收工作机数据，以保持与工作机同步运行及数据的一致性。工作机故障时，自动退出控制状态，热备机充当工作机进入控制状态。2.1.4 系统主微处理器系统主CPU采用32位微处理器LPC2294，LPC2294是PHILIPS公司推出的一款功能强大的超低功耗的具有ARM7TDMI内核的32位微控制器。内部嵌入256 KB的高速Flash 存储器和16KB静态RAM。128 位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32 位代码能够在最大时钟速率（60MHz）下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用16 位Thumb 模式将代码规模降低超过30%，而性能的损失却很小。主控制器LPC2294的晶振频率范围为130MHz。本设计选晶振频率为11.0592MHz。内部256KB的高速Flash存储器用于代码和数据的存储。对于FLASH存储器，可通过内置的串行JTAG接口进行在系统编程（ISP In-System Programming），或进行在应用编程（IAP In-Application Programming）。为了便于调试和系统升级，在设计中已预留这些接口电路。2.1.5 系统通信网络系统采用控制器局域网（CAN）作为系统内部通信网络，所有带CPU的模块通过双CAN总线进行数据交换。CAN标准总线具有独特的物理层规范和数据链路层协议，使通信可在相当高的传输速率下进行（最高通信速率为1Mbit/s），并达到相当远的传输距离（最长传输距离可达10km）。其多主数据传输方式使得系统内数据交换更为有效。CAN总线高强的检错及容错能力及其短帧数据结构使数据传输可靠性进一步提高。通过CAN方式，系统内各模块之间可以进行大量、快速的数据传输，从而提高控制、显示的实时性以及数据记录的准确性。2.1.6 适应的环境条件1） TAX07装置满足TB/T30212001铁道机车车辆电子装置标准要求；2） TAX07装置满足TB/T 2765-2005标准要求，在下列条件下应能正常工作： 海拔高度：不超过2500m； 环境温度：装置周围的空气温度为2545，但直接临近电子元件处的空气温度允许在25+70之间变化。TAX07装置允许在4070的环境温度下存放； 相对湿度：最湿月月平均相对湿度不大于90RH（该月月平均最低温度为25）； 安装条件：装置应安装在能防止风、沙、雨、雪直接侵袭的车体内。3） 电磁兼容性满足EN5012132欧盟铁路机车车辆电气设备电磁兼容标准要求。2.1.7 特殊的环境条件当使用条件与上述2.1.6节的规定不符时，应由用户与设备制造商协商决定采取特殊措施。为了验证这些措施的效果，可以按双方商定的方法在实验室或机车上进行试验。2.1.8 可靠性及可维修性 系统可靠性指标应达到系统故障率小于210-5/小时。 系统可维修性：可在15分钟之内更换（拆除和替换）。 可靠性及可维修性按照IEC 62278标准运行。2.1.9 可测性要求 系统接通电源后应对各主要功能电路硬件进行自检，并应对故障情况进行提示。在列车运行过程中进行检测时，不能影响系统的正常工作。2.1.10 标准与技术政策 系统满足TB/T3021铁道机车动车电子装置标准第4.1条规定的环境条件要求。 电磁兼容性满足TB/T3034机车车辆电气设备兼容性试验及其限值标准第7条和第8条要求。2.1.11 质量保证 质量保证应依据GB/T190012000质量管理体系相关规定实施。2.2 主要功能描述TAX07型机车安全信息综合监测装置以电源单元和通讯记录单元作为基本配置，双机则以双电源及双通讯记录单元作为基本配置，该基本配置主要有以下功能：2.2.1 通信功能 装置内通讯记录单元通过RS-485串行通信方式或者CAN总线通信方式，从监控装置获取年月日、时分秒、公里标、运行速度、机车号、车次、车种、区段号、车站号、司机号、副司机号、列车编组等信息，并将这些信息通过TAX内部的RS-485和内部的双CAN总线接口周期地传送到装置内各功能单元。各功能单元将经过分析判断且要求记录的信息返回给通讯记录单元。2.2.2 记录功能 装置内通讯记录单元以统一时间、公里标作为座标基准，实时记录各检测单元反馈的信息，数据记录格式与LKJ-93A型列车运行监控记录装置的数据记录格式相同。2.2.3 数据转储功能 通讯记录单元记录的信息可以使用专用大容量U盘通过USB接口进行数据转储；也可通过以太网接口与机车TSC1车地无线传输连接后，对TSC1车地程序进行改造后，实现通过LAIS系统车载设备进行无线转储。2.2.4 数据分析处理功能 装置记录的信息输送到地面微机后，利用监控装置运行记录数据处理软件实现地面分析和数据管理。2.3 主要特点描述2.3.1采用统一的硬件规范和软件通讯协议，有利于功能单元的合作开发和新功能的扩展。2.3.2合理采用单元插件式19英寸4U标准机箱结构，既符合开放式工作平台结构的要求，也便于装置的标准化，模块化，有利于装置的检测维护和规范管理。2.3.3采用控制器局域网（CAN）作为系统内部以及与LKJ2000型监控装置的通信方式进行数据交换，CAN总线器件本身带CRC校验功能，具有高强的检错与容错的能力，可以避免RS485总线的死锁情况，大大提高了传输可靠性进一步提高；2.3.4保留了RS485总线，可以在不更改现有机车布线的情况下完全替换TAX2装置。2.3.5增加了以太网接口，可与无线传输相连接，从而进一步实现TAX记录文件的WLAN/GPRS无线转储。2.3.6装置采用了先进的Flash存储技术，容量由原来的1M字节扩充到了16M字节，满足现今长交路、直达列车文件需要的存储空间；2.3.7单机（新增6个预留插件位置）、双机（新增3个预留插件位置）可选，可以满足各类用户的需求；2.3.8 前面板增设有USB接口，可用U盘快速下载文件，也兼容将来的通用转储器；2.3.9 完全兼容TAX2的所有插件，可直接插在机箱中；2.3.10 装置中各功能单元采用电源隔离、通信接口隔离和对外输入/出信号隔离技术，提高了装置的可靠性、安全性和抗干扰能力。2.3.11 系统电磁兼容性满足IEC61000标准三级要求，抗干扰能力强，工作可靠性强。3 系统构成及说明3.1 装置的组成装置采用符合GB3047.2和GB3047.4机械尺寸要求的4U标准机箱及插件单元式结构，机箱面板宽84R。它以电源单元、通讯记录单元作为基本单元配置，其它已开发的功能单元有：TMIS单元、轨道检测单元、弓网检测单元、DMI