人機(jī)界面在城軌車輛上的應(yīng)用

苗 欣 劉 泰 陳 健

（南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司技術(shù)中心，山東 青島 266111）

人機(jī)界面在城軌車輛上的應(yīng)用

苗 欣 劉 泰 陳 健

（南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司技術(shù)中心，山東 青島 266111）

介紹了應(yīng)用在城軌車輛上的人機(jī)界面所具有的功能，并對(duì)各主要功能進(jìn)行了介紹和示例說(shuō)明。

人機(jī)界面；城軌車輛；應(yīng)用功能

由于城軌車輛在調(diào)試、運(yùn)行、檢修時(shí)都會(huì)有大量數(shù)據(jù)需監(jiān)視、測(cè)試、控制和應(yīng)急處理等，司乘、檢修人員以前無(wú)法直觀地了解城軌車輛運(yùn)行狀態(tài)及系統(tǒng)參數(shù)，給工作帶來(lái)諸多不便。因此如果有一個(gè)良好的顯示、人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)在線提示幫助，將會(huì)有效的提高調(diào)試、檢修、運(yùn)行效率。

一、人機(jī)界面功能概述

城軌車輛網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中人機(jī)界面具有以下功能：與司乘、維護(hù)檢修人員進(jìn)行人機(jī)交互；與控制器進(jìn)行通信，接收并實(shí)時(shí)顯示城軌車輛狀態(tài)信息和參數(shù)、運(yùn)行過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)以及記錄相應(yīng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)、邏輯幫助；運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，向司乘人員提供相關(guān)列車故障信息及相應(yīng)的處理方案；司乘人員通過(guò)觸摸顯示界面的特定區(qū)域的觸摸按鍵，可實(shí)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(guò)對(duì)人機(jī)界面的觸摸使列車診斷自動(dòng)化，并查詢?cè)\斷結(jié)果、故障代碼信息和故障的處理指導(dǎo)。

1.顯示功能

（1）功能描述

人機(jī)界面可以實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)顯示開(kāi)關(guān)、接觸器、繼電器、電控閥、電機(jī)等設(shè)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(shí)時(shí)顯示列車速度、電壓電流、控制指令等數(shù)據(jù)。通過(guò)不同顏色、形狀的組合來(lái)進(jìn)行同一設(shè)備不同工作狀態(tài)的顯示，使得狀態(tài)變化明顯，對(duì)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(shè)置功能

（1）功能描述

可在人機(jī)界面上設(shè)置或修改系統(tǒng)時(shí)間、始發(fā)/終點(diǎn)站、車輪直徑、空簧壓力等參數(shù)。人機(jī)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(yīng)用到邏輯控制中。運(yùn)用此功能，通過(guò)操作人機(jī)界面就可更改控制器邏輯程序中的各項(xiàng)參數(shù)，操作簡(jiǎn)便、快捷。

（2）功能示例

圖1

如圖1所示時(shí)鐘設(shè)定界面，按日期、時(shí)間前面的天藍(lán)色數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)（區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)高亮顯示表明已選中），再在右側(cè)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(shè)置完畢后，按人機(jī)界面下部的“更新”按鍵即可更新系統(tǒng)時(shí)間。觀察界面右上方的當(dāng)前時(shí)間，可看到系統(tǒng)時(shí)間確實(shí)已更新。

3.控制功能

（1）功能描述

在人機(jī)界面上布置列車運(yùn)行的操作按鈕，具有和電氣開(kāi)關(guān)相同的作用，點(diǎn)擊按鈕可直接進(jìn)行啟動(dòng)/停止電機(jī)、開(kāi)關(guān)車門、空調(diào)設(shè)置、運(yùn)行方向、運(yùn)轉(zhuǎn)模式等列車控制。

（2）功能示例

圖2

如圖2空調(diào)設(shè)置界面所示，按界面左下方的各空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式按鍵，可分別將空調(diào)設(shè)置為“自動(dòng)”、“全冷”、“半冷”、“通風(fēng)”、“全暖”、“半暖”模式或停機(jī)。右側(cè)的目標(biāo)溫度值修訂鍵可設(shè)置空調(diào)的設(shè)定溫度。在界面上進(jìn)行控制操作后，空調(diào)即會(huì)按照操作指令進(jìn)行工作。

4.列車性能試驗(yàn)功能

（1）功能描述

在人機(jī)界面上布置列車性能試驗(yàn)按鈕，點(diǎn)擊按鈕可進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)，在屏幕上顯示試驗(yàn)時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)、信息，并將數(shù)據(jù)、信息記錄下來(lái)以備查詢。

（2）功能示例

制動(dòng)試驗(yàn)分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式：自動(dòng)模式下，列車會(huì)按照制動(dòng)檔位從0到7再到緊急的順序自動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)試驗(yàn)；手動(dòng)時(shí)需由司機(jī)按照人機(jī)界面上的提示將司控器手柄置于相應(yīng)的位置上。如圖3所示制動(dòng)試驗(yàn)界面，選擇試驗(yàn)?zāi)Ｊ胶?，按“開(kāi)始”鍵，控制器即會(huì)自動(dòng)控制列車進(jìn)行相應(yīng)的制動(dòng)試驗(yàn)，并將試驗(yàn)得到的各制動(dòng)檔位下的壓力數(shù)據(jù)在屏幕上顯示出來(lái)。

圖3

5.故障幫助功能

（1）功能描述

人機(jī)界面可提供以下功能。

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

②故障詳細(xì)信息和處理措施的顯示幫助。在屏幕上點(diǎn)擊當(dāng)前存在的故障代碼，彈出相應(yīng)的故障信息窗口，介紹故障設(shè)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(yīng)的故障信息窗口，介紹此代碼所代表的故障設(shè)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?？刹樵兞熊嚫髯酉到y(tǒng)的故障記錄，提供最近發(fā)生的100個(gè)故障的發(fā)生時(shí)間、發(fā)生地點(diǎn)、故障代碼以及故障發(fā)生時(shí)的列車運(yùn)行狀態(tài)?？蓪?duì)故障記錄進(jìn)行刪除操作。

（2）功能示例

功能示例見(jiàn)圖4、5。

6.邏輯幫助功能

（1）功能描述

在人機(jī)界面上用指示燈、數(shù)據(jù)人機(jī)界面等控件做出控制器控制邏輯的梯形圖，實(shí)時(shí)顯示各開(kāi)關(guān)量的通斷狀態(tài)和模擬量的數(shù)值，為司乘人員和維護(hù)檢修人員提供在線幫助，便于查找問(wèn)題，判斷故障點(diǎn)。

圖4

圖5

（2）功能示例

圖6

圖6所示為列車運(yùn)行模式幫助界面，界面上顯示的是1車運(yùn)行模式的邏輯圖，當(dāng)左側(cè)的各輸入點(diǎn)都閉合時(shí)，整條線路呈綠色，則右側(cè)的輸出點(diǎn)閉合，輸出指示燈點(diǎn)亮。如果某一輸入點(diǎn)斷開(kāi)，則界面上此輸入點(diǎn)以黃色的斷開(kāi)開(kāi)關(guān)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(shí)輸出點(diǎn)指示燈不亮，表示沒(méi)有輸出。

7.用戶權(quán)限功能

（1）功能描述

人機(jī)界面設(shè)定不同的用戶級(jí)別，高級(jí)別的用戶可查看低級(jí)別用戶的畫面并進(jìn)行操作，低級(jí)別的用戶不能查看高級(jí)別用戶的畫面或進(jìn)行操作。對(duì)不同的級(jí)別設(shè)定不同的密碼，按照輸入的密碼確定操作者的級(jí)別和權(quán)限。用戶可自行設(shè)置、更改本級(jí)別和低級(jí)別的密碼。

（2）功能示例

功能示例見(jiàn)圖7。

圖7

8.列車運(yùn)行曲線顯示功能

（1）功能描述

以曲線圖的形式描繪列車運(yùn)行數(shù)據(jù)的變化。在一個(gè)圖里最多可用不同的顏色顯示20條曲線并顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。可以從控制器中讀取數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)描繪，同時(shí)將數(shù)據(jù)保存在人機(jī)界面的存儲(chǔ)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(dòng)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(jiàn)圖8。

圖8

9.列車設(shè)備實(shí)況顯示功能

（1）功能描述

人機(jī)界面的視頻輸入模塊與安裝在列車各處的4個(gè)攝像頭連接，將監(jiān)控到的視頻圖像實(shí)時(shí)顯示到畫面上，便于司機(jī)及時(shí)掌握列車狀態(tài)?？刹蹲剿矔r(shí)圖像保存到人機(jī)界面的存儲(chǔ)卡中，保存的圖像也可在人機(jī)界面上重新調(diào)出查看或?qū)⒋鎯?chǔ)卡裝在電腦中讀出。

（2）功能示例

功能示例見(jiàn)圖9。

圖9

10.屏幕捕捉功能

（1）功能描述

人機(jī)界面可捕捉瞬時(shí)的當(dāng)前畫面并以JPG圖片的格式保存在人機(jī)界面的存儲(chǔ)卡中，圖片分辨率與人機(jī)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(jiàn)圖10。

圖10

二、結(jié)語(yǔ)

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

U26

B

1671-0711（2015）04-0053-04