城軌綜合監(jiān)控系統(tǒng)用戶界面菜單層級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

范蕊++張興波

摘 要：城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一種由多個(gè)專業(yè)子系統(tǒng)集合而成的強(qiáng)大的SCADA監(jiān)控系統(tǒng)，圖形用戶界面作為這些子系統(tǒng)的載體，是綜合監(jiān)控系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的組成部分。簡(jiǎn)要介紹城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)組成以及系統(tǒng)架構(gòu)，重點(diǎn)闡述車站-專業(yè)子系統(tǒng)-子菜單三層菜單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；綜合監(jiān)控系統(tǒng)；圖形用戶界面；菜單層

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2015）05-00-02

0 引 言

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一種大型的SCADA監(jiān)控系統(tǒng)。它在SCADA系統(tǒng)軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)多專業(yè)、多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、信息集成和信息共享，為城市軌道交通科學(xué)而高效的運(yùn)營(yíng)、組織和管理提供先進(jìn)的技術(shù)手段。主要專業(yè)子系統(tǒng)包括：電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）、環(huán)境設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、閉路電視系統(tǒng)（CCTV）、信號(hào)系統(tǒng)（SIG）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、廣播系統(tǒng)（PA）等。

圖形用戶界面作為這些子系統(tǒng)的載體，通過(guò)真實(shí)、動(dòng)態(tài)、形象的組態(tài)圖形畫(huà)面，展示了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)，并允許用戶對(duì)畫(huà)面進(jìn)行操作，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)布控制命令，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)分為中心和車站兩級(jí)模式。中心級(jí)完成對(duì)地鐵全線數(shù)據(jù)狀態(tài)的監(jiān)視和控制，車站級(jí)實(shí)現(xiàn)對(duì)本車站或授權(quán)車站數(shù)據(jù)狀態(tài)的監(jiān)視和控制。本文以中心級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的圖形用戶界面為例，重點(diǎn)闡述菜單層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

1 功能需求

（1）綜合監(jiān)控系統(tǒng)圖形用戶界面應(yīng)系統(tǒng)、全面的展現(xiàn)各個(gè)互聯(lián)子專業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)或操作管理信息，滿足用戶運(yùn)營(yíng)調(diào)度的管理需求。菜單層呈現(xiàn)的各種信息應(yīng)整潔、有序，最大程度方便調(diào)度人員的控制和管理。

（2）綜合監(jiān)控系統(tǒng)菜單層應(yīng)提供清晰明了便捷的界面操作方式，從主畫(huà)面進(jìn)入所需設(shè)備控制畫(huà)面的鼠標(biāo)點(diǎn)擊次數(shù)不超過(guò)3次。

（3）綜合監(jiān)控系統(tǒng)中心級(jí)和車站級(jí)的圖形界面應(yīng)具有統(tǒng)一的界面風(fēng)格，以方便工作人員的系統(tǒng)培訓(xùn)和維護(hù)管理。綜合監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)用戶登錄的身份識(shí)別各專業(yè)調(diào)度員或值班員的身份和具備的管理權(quán)限，并在界面上為其配置相應(yīng)的菜單操作控制和管理的顯示效果。

（4）作為完整、通用的軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)，圖形用戶界面子系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)提供畫(huà)面編輯功能。擁有相應(yīng)管理操作權(quán)限的工作人員能夠在線對(duì)系統(tǒng)畫(huà)面進(jìn)行編輯，對(duì)菜單層級(jí)各系統(tǒng)及其相應(yīng)子菜單進(jìn)行配置、編輯和保存，充分體現(xiàn)人機(jī)界面的友好性、靈活性。

2 界面及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 界面設(shè)計(jì)

綜合監(jiān)控系統(tǒng)圖形用戶界面應(yīng)采用多功能區(qū)設(shè)計(jì)方案，不同信息呈現(xiàn)在不同的區(qū)域中，其中菜單選項(xiàng)層應(yīng)當(dāng)置于頂部，效果醒目，便于工作人員操作，可有效提高工作效率。界面布局由選站區(qū)、導(dǎo)航區(qū)、主顯示區(qū)、管理區(qū)、報(bào)警區(qū)這五個(gè)窗口區(qū)域組成，如圖1所示。本文重點(diǎn)闡述中心級(jí)圖形用戶界面中選站區(qū)和導(dǎo)航區(qū)（即菜單層）的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

菜單層級(jí)的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)系統(tǒng)性和便捷性。由于綜合監(jiān)控系統(tǒng)涉及多個(gè)專業(yè)子系統(tǒng)，每個(gè)專業(yè)又細(xì)分成若干子菜單，每個(gè)子系統(tǒng)又需要若干幅畫(huà)面來(lái)呈現(xiàn)，因此系統(tǒng)需要采用科學(xué)的分類方法，按照一定規(guī)律把全部菜單呈現(xiàn)出來(lái)，既不能遺漏，也不能重復(fù)。同時(shí)，菜單層級(jí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要符合用戶的操作習(xí)慣，用戶采用較少的操作步驟就可以實(shí)現(xiàn)需要的操作。

選站區(qū)由logo標(biāo)志和選站線構(gòu)成。包括控制中心、車輛段和備用控制中心等，其中選站線將各車站按照實(shí)際需求連接起來(lái)。用戶通過(guò)選擇中心或不同車站，查看當(dāng)前站各系統(tǒng)狀態(tài)。

導(dǎo)航區(qū)顯示各個(gè)專業(yè)子系統(tǒng)選項(xiàng)，還包括子系統(tǒng)菜單的下一級(jí)子菜單選項(xiàng)，但總體層級(jí)不超過(guò)3層（包含車站層）。除各專業(yè)子系統(tǒng)外，還包括工具選項(xiàng)，其子菜單有退出、密碼修改、用戶管理、趨勢(shì)管理等功能選項(xiàng)。

2.2 菜單層級(jí)界面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

車站與各專業(yè)子系統(tǒng)間的菜單層級(jí)關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地文件中，系統(tǒng)加載時(shí)讀取并解析文件，為各中心和車站配置相應(yīng)的菜單選項(xiàng)。

圖1 用戶界面布局結(jié)構(gòu)圖

為方便工作人員操作，增強(qiáng)可讀性和可理解性，菜單層的數(shù)據(jù)同樣采用三級(jí)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)。菜單文件以XML格式存儲(chǔ)在本地，菜單節(jié)點(diǎn)為

綜合監(jiān)控圖形用戶界面菜單層界面實(shí)現(xiàn)如圖3所示。菜單層界面所有選項(xiàng)按鈕使用Qt3中的推動(dòng)按鈕Q Push Button控件實(shí)現(xiàn)，選站線使用窗口部件基類Q Frame中的Q Frame：：line實(shí)現(xiàn)。按鈕大小相等，選站線顏色相同，風(fēng)格統(tǒng)一。車站按鈕及選站線顏色為深綠色（RGB： 170，170，127），為了達(dá)到醒目、清晰的效果，車站按鈕在按下時(shí)候設(shè)置為紅色（RGB：255、0、0）。

3.2 菜單層級(jí)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)

XML格式文件中，中心級(jí)菜單層次信息存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖4所示，車站級(jí)結(jié)構(gòu)相似，不再贅述。