人機界面在城軌車輛上的應用

苗 欣 劉 泰 陳 健

（南車青島四方機車車輛股份有限公司技術中心，山東 青島 266111）

人機界面在城軌車輛上的應用

苗 欣 劉 泰 陳 健

（南車青島四方機車車輛股份有限公司技術中心，山東 青島 266111）

介紹了應用在城軌車輛上的人機界面所具有的功能，并對各主要功能進行了介紹和示例說明。

人機界面；城軌車輛；應用功能

由于城軌車輛在調試、運行、檢修時都會有大量數(shù)據(jù)需監(jiān)視、測試、控制和應急處理等，司乘、檢修人員以前無法直觀地了解城軌車輛運行狀態(tài)及系統(tǒng)參數(shù)，給工作帶來諸多不便。因此如果有一個良好的顯示、人機交互界面，實現(xiàn)在線提示幫助，將會有效的提高調試、檢修、運行效率。

一、人機界面功能概述

城軌車輛網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中人機界面具有以下功能：與司乘、維護檢修人員進行人機交互；與控制器進行通信，接收并實時顯示城軌車輛狀態(tài)信息和參數(shù)、運行過程中的相關數(shù)據(jù)以及記錄相應的運行數(shù)據(jù)、邏輯幫助；運行中出現(xiàn)故障時，向司乘人員提供相關列車故障信息及相應的處理方案；司乘人員通過觸摸顯示界面的特定區(qū)域的觸摸按鍵，可實現(xiàn)控制指令的傳送、控制邏輯的更改、車輛參數(shù)的修正；地面檢修人員可通過對人機界面的觸摸使列車診斷自動化，并查詢診斷結果、故障代碼信息和故障的處理指導。

1.顯示功能

（1）功能描述

人機界面可以實時顯示整列車的狀態(tài)和參數(shù)信息，可以以指示燈的方式實時顯示開關、接觸器、繼電器、電控閥、電機等設備的通斷、啟停等狀態(tài)；也可以以數(shù)據(jù)顯示器的方式實時顯示列車速度、電壓電流、控制指令等數(shù)據(jù)。通過不同顏色、形狀的組合來進行同一設備不同工作狀態(tài)的顯示，使得狀態(tài)變化明顯，對比鮮明，令觀察者一目了然。

（2）功能示例（表1）

表1

2.參數(shù)設置功能

（1）功能描述

可在人機界面上設置或修改系統(tǒng)時間、始發(fā)/終點站、車輪直徑、空簧壓力等參數(shù)。人機界面將參數(shù)傳送至控制器，控制器即可將更新后的參數(shù)應用到邏輯控制中。運用此功能，通過操作人機界面就可更改控制器邏輯程序中的各項參數(shù)，操作簡便、快捷。

（2）功能示例

圖1

如圖1所示時鐘設定界面，按日期、時間前面的天藍色數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)（區(qū)內數(shù)據(jù)高亮顯示表明已選中），再在右側的數(shù)字按鍵區(qū)輸入要更改的數(shù)值，按“確定”按鍵，輸入?yún)^(qū)數(shù)據(jù)即更改。全部設置完畢后，按人機界面下部的“更新”按鍵即可更新系統(tǒng)時間。觀察界面右上方的當前時間，可看到系統(tǒng)時間確實已更新。

3.控制功能

（1）功能描述

在人機界面上布置列車運行的操作按鈕，具有和電氣開關相同的作用，點擊按鈕可直接進行啟動/停止電機、開關車門、空調設置、運行方向、運轉模式等列車控制。

（2）功能示例

圖2

如圖2空調設置界面所示，按界面左下方的各空調運轉模式按鍵，可分別將空調設置為“自動”、“全冷”、“半冷”、“通風”、“全暖”、“半暖”模式或停機。右側的目標溫度值修訂鍵可設置空調的設定溫度。在界面上進行控制操作后，空調即會按照操作指令進行工作。

4.列車性能試驗功能

（1）功能描述

在人機界面上布置列車性能試驗按鈕，點擊按鈕可進行相應的試驗，在屏幕上顯示試驗時的相關數(shù)據(jù)、信息，并將數(shù)據(jù)、信息記錄下來以備查詢。

（2）功能示例

制動試驗分為自動和手動兩種模式：自動模式下，列車會按照制動檔位從0到7再到緊急的順序自動進行制動試驗；手動時需由司機按照人機界面上的提示將司控器手柄置于相應的位置上。如圖3所示制動試驗界面，選擇試驗模式后，按“開始”鍵，控制器即會自動控制列車進行相應的制動試驗，并將試驗得到的各制動檔位下的壓力數(shù)據(jù)在屏幕上顯示出來。

圖3

5.故障幫助功能

（1）功能描述

人機界面可提供以下功能。

①提示故障發(fā)生。每當新故障出現(xiàn)時，人機界面彈出新故障發(fā)生提示窗口，并說明故障等級，司乘人員可轉到故障畫面進一步查看故障發(fā)生位置和故障詳情；

②故障詳細信息和處理措施的顯示幫助。在屏幕上點擊當前存在的故障代碼，彈出相應的故障信息窗口，介紹故障設備、故障名稱、故障可能的原因以及處理措施；

③故障代碼查詢。輸入故障代碼，查詢后可彈出相應的故障信息窗口，介紹此代碼所代表的故障設備、故障名稱、故障可能的原因以及處理措施；

④故障記錄查詢和記錄刪除。可查詢列車各子系統(tǒng)的故障記錄，提供最近發(fā)生的100個故障的發(fā)生時間、發(fā)生地點、故障代碼以及故障發(fā)生時的列車運行狀態(tài)。可對故障記錄進行刪除操作。

（2）功能示例

功能示例見圖4、5。

6.邏輯幫助功能

（1）功能描述

在人機界面上用指示燈、數(shù)據(jù)人機界面等控件做出控制器控制邏輯的梯形圖，實時顯示各開關量的通斷狀態(tài)和模擬量的數(shù)值，為司乘人員和維護檢修人員提供在線幫助，便于查找問題，判斷故障點。

圖4

圖5

（2）功能示例

圖6

圖6所示為列車運行模式幫助界面，界面上顯示的是1車運行模式的邏輯圖，當左側的各輸入點都閉合時，整條線路呈綠色，則右側的輸出點閉合，輸出指示燈點亮。如果某一輸入點斷開，則界面上此輸入點以黃色的斷開開關形式顯示，其后的線路也顯示為黃色，表示此處線路不通，此時輸出點指示燈不亮，表示沒有輸出。

7.用戶權限功能

（1）功能描述

人機界面設定不同的用戶級別，高級別的用戶可查看低級別用戶的畫面并進行操作，低級別的用戶不能查看高級別用戶的畫面或進行操作。對不同的級別設定不同的密碼，按照輸入的密碼確定操作者的級別和權限。用戶可自行設置、更改本級別和低級別的密碼。

（2）功能示例

功能示例見圖7。

圖7

8.列車運行曲線顯示功能

（1）功能描述

以曲線圖的形式描繪列車運行數(shù)據(jù)的變化。在一個圖里最多可用不同的顏色顯示20條曲線并顯示相應的數(shù)據(jù)。可以從控制器中讀取數(shù)據(jù)實時描繪，同時將數(shù)據(jù)保存在人機界面的存儲卡中。所保存的數(shù)據(jù)可以再讀取繪制成歷史曲線，也可用電腦將數(shù)據(jù)讀出。曲線圖可按比例縮放查看、可前后滾動查看；可選擇顯示其中數(shù)條曲線或全部曲線。

（2）功能示例

功能示例見圖8。

圖8

9.列車設備實況顯示功能

（1）功能描述

人機界面的視頻輸入模塊與安裝在列車各處的4個攝像頭連接，將監(jiān)控到的視頻圖像實時顯示到畫面上，便于司機及時掌握列車狀態(tài)。可捕捉瞬時圖像保存到人機界面的存儲卡中，保存的圖像也可在人機界面上重新調出查看或將存儲卡裝在電腦中讀出。

（2）功能示例

功能示例見圖9。

圖9

10.屏幕捕捉功能

（1）功能描述

人機界面可捕捉瞬時的當前畫面并以JPG圖片的格式保存在人機界面的存儲卡中，圖片分辨率與人機界面分辯率相同。屏幕捕捉的最短周期為5s。

（2）功能示例

功能示例見圖10。

圖10

二、結語

隨著城軌列車對人機界面的功能需求越來越多、越來越深化，人機界面的功能完善和細化也變得越來越迫切。今后，城軌列車上的人機界面必將成為一個集顯示、檢修支持、試驗支持、故障檢測、在線幫助等于一體的平臺。（收稿日期：2015-03-16）

U26

B

1671-0711（2015）04-0053-04