王飛杰 白中英

(北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院,100876,北京∥第一作者,博士、高級(jí)工程師)

一種支持多協(xié)議的發(fā)車(chē)指示器設(shè)計(jì)

王飛杰 白中英

(北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院,100876,北京∥第一作者,博士、高級(jí)工程師)

發(fā)車(chē)指示器是地鐵運(yùn)營(yíng)的輔助設(shè)備,是司機(jī)行車(chē)的重要依據(jù)之一。發(fā)車(chē)指示器主要是從列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控(ATS)子系統(tǒng)接收發(fā)車(chē)時(shí)刻、扣車(chē)等相關(guān)行車(chē)信息后在顯示屏上根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行相應(yīng)的顯示。目前發(fā)車(chē)指示器系統(tǒng)和A TS子系統(tǒng)的通信接口協(xié)議主要有串口(RS232/RS422/RS485)、標(biāo)準(zhǔn)的 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)、Modbus、Profibus。提出了一種支持多協(xié)議的發(fā)車(chē)指示器,并介紹了該設(shè)備的結(jié)構(gòu)、接口、功能及軟件架構(gòu)。

發(fā)車(chē)指示器;多協(xié)議;功能;接口;軟件結(jié)構(gòu)

First-author's addressSchool of Computer Science,Beijing University of Posts and Telecommunications,100876,Beijing,China

發(fā)車(chē)指示器是司機(jī)行車(chē)的重要依據(jù)之一。發(fā)車(chē)指示器通過(guò)串口、標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、Modbus、Profibus等不同接口,從列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控(ATS)子系統(tǒng)接收列車(chē)運(yùn)行信息和調(diào)度信息,并根據(jù)列車(chē)的運(yùn)行時(shí)間和進(jìn)出站控制信息,自動(dòng)生成顯示地址和顯示內(nèi)容,再根據(jù)顯示地址選擇顯示對(duì)象。本文提出了一種支持多協(xié)議的發(fā)車(chē)指示器的設(shè)計(jì)思想。

1 結(jié)構(gòu)和接口

發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器由車(chē)站引導(dǎo)控制計(jì)算機(jī)、室外發(fā)車(chē)表示器組成。在各站,車(chē)站引導(dǎo)控制計(jì)算機(jī)與ATS子系統(tǒng)接口,可以實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議接口與ATS子系統(tǒng)的信息交換。車(chē)站引導(dǎo)控制計(jì)算機(jī)通過(guò) RS485串口與發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器接口,可對(duì)該控制區(qū)域內(nèi)多套發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器進(jìn)行控制。系統(tǒng)配置如圖1所示。

圖1 設(shè)備組成圖

該設(shè)備配置圖是典型車(chē)站的設(shè)備配置。車(chē)站引導(dǎo)控制計(jì)算機(jī)(SCC)與發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器采用的RS485總線(xiàn)連接方式,如圖2。

圖2 SCC與發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器連接方式

發(fā)車(chē)指示器系統(tǒng)(DTI)供電采用單相3芯AC 220 V供電方式。其端子定義如表1。

表1 供電方式端子定義表

SCC與ATS為雙冗余接口,這樣在一條鏈路故障時(shí),另外一條鏈路可以無(wú)擾切換工作。

2 功能描述

2.1 系統(tǒng)功能

DTI中SCC從ATS子系統(tǒng)接收相關(guān)發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器顯示的內(nèi)容信息,經(jīng)DTI專(zhuān)用控制軟件處理后將數(shù)據(jù)在相應(yīng)的發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器顯示,同時(shí)將相應(yīng)的發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器的故障報(bào)警信息發(fā)送給ATS子系統(tǒng)。

其中發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器分為站停計(jì)時(shí)區(qū)和發(fā)車(chē)指示區(qū)兩大功能顯示區(qū),即列車(chē)停站時(shí)間顯示和發(fā)車(chē)信號(hào)顯示。這兩大功能顯示區(qū)可根據(jù)項(xiàng)目需求單獨(dú)顯示或組合顯示。本發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器最大可顯示三位數(shù)字和相應(yīng)的信號(hào)顯示。

以下為顯示功能:

1)在前列車(chē)出發(fā)后至下列車(chē)到站停穩(wěn)前發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器處于熄滅(無(wú)顯示)狀態(tài)。

2)當(dāng)列車(chē)進(jìn)站并停穩(wěn)時(shí),DTI從ATS子系統(tǒng)接收到當(dāng)前進(jìn)站列車(chē)的站停時(shí)間(0～999 s)并以紅色于站停計(jì)時(shí)區(qū)顯示該站停時(shí)間,同時(shí)以秒為單位開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。在倒計(jì)時(shí)期間,發(fā)車(chē)指示區(qū)無(wú)顯示。

3)在倒計(jì)時(shí)到“00”時(shí),發(fā)車(chē)指示區(qū)以白色顯示“發(fā)車(chē)”字符信息。

4)在倒計(jì)時(shí)到“00”時(shí),如果列車(chē)未出發(fā),站停計(jì)時(shí)區(qū)開(kāi)始以綠色顯示正計(jì)時(shí)時(shí)間,同時(shí)發(fā)車(chē)指示區(qū)以白色顯示“發(fā)車(chē)”字符信息。

5)當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)到“999”時(shí),如果仍未接到“關(guān)閉顯示/列車(chē)出發(fā)”信息,站停計(jì)時(shí)區(qū)繼續(xù)以綠色顯示從“0”開(kāi)始正計(jì)時(shí)時(shí)間,同時(shí)發(fā)車(chē)指示區(qū)以白色顯示“發(fā)車(chē)”字符信息。

6)當(dāng)列車(chē)出發(fā)即DTI接到“關(guān)閉顯示/列車(chē)出發(fā)”信息,發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器全部關(guān)閉顯示。

7)發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器還可以對(duì)“扣車(chē)”、“提前發(fā)車(chē)”、“跳?！毙畔⑦M(jìn)行相應(yīng)顯示,具體如下:

①DTI接收到“扣車(chē)”信息,發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器站停計(jì)時(shí)區(qū)以白色顯示“扣車(chē)”字符信息。

②DTI接收到“取消扣車(chē)”信息后,ATS將會(huì)提供關(guān)于該變化的信息。如果“扣車(chē)”取消在列車(chē)時(shí)刻表既定的發(fā)車(chē)時(shí)間之后,ATS會(huì)提供與當(dāng)前時(shí)間相符的發(fā)車(chē)時(shí)間,計(jì)時(shí)顯示區(qū)以“000”顯示;在發(fā)車(chē)指示區(qū)以白色顯示“發(fā)車(chē)”二字,如果“扣車(chē)”取消在列車(chē)時(shí)刻表既定的發(fā)車(chē)時(shí)間之前,ATS將會(huì)提供當(dāng)前時(shí)刻表制定的發(fā)車(chē)時(shí)間,并照常顯示在計(jì)時(shí)顯示區(qū)域。列車(chē)出發(fā)后發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器熄滅。

③DTI在任意時(shí)刻接收到“提前發(fā)車(chē)”信息,發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器站停計(jì)時(shí)區(qū)顯示“0”,同時(shí)發(fā)車(chē)指示區(qū)以白色顯示“發(fā)車(chē)”字符信息。

④DTI接收到“跳?！毙畔?發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器站停計(jì)時(shí)區(qū)顯示“0”,同時(shí)發(fā)車(chē)指示區(qū)以白色顯示“跳?！弊址畔?。

⑤DTI在任意時(shí)刻接收到“關(guān)閉顯示或列車(chē)出發(fā)”信息,發(fā)車(chē)計(jì)時(shí)器全部關(guān)閉顯示。

2.2 車(chē)站引導(dǎo)控制計(jì)算機(jī)功能

車(chē)站引導(dǎo)控制計(jì)算機(jī)使用基于Windows的人機(jī)界面開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件。

應(yīng)用軟件分為兩種顯示控制模式:自動(dòng)生成顯示內(nèi)容控制和人工置入顯示內(nèi)容控制。軟件平常工作在自動(dòng)生成顯示內(nèi)容控制模式。在此工作模式下,車(chē)站引導(dǎo)控制計(jì)算機(jī)從ATS室內(nèi)工作站接收列車(chē)運(yùn)行信息和調(diào)度信息,并根據(jù)列車(chē)的運(yùn)行時(shí)間和進(jìn)出站控制信息,自動(dòng)生成顯示地址和顯示內(nèi)容,再根據(jù)顯示地址選擇顯示對(duì)象;同時(shí)接收顯示對(duì)象送出的應(yīng)答信息(應(yīng)答信息包括顯示屏的工作狀態(tài)、顯示內(nèi)容、故障信息等內(nèi)容),并將這些內(nèi)容回送給ATS室內(nèi)工作站。

人工置入顯示內(nèi)容控制模式通過(guò)車(chē)站引導(dǎo)控制計(jì)算機(jī)完成,通過(guò)子屏選擇顯示對(duì)象,通過(guò)下拉菜單選擇預(yù)置的顯示內(nèi)容,也可以編制新的顯示內(nèi)容,并將新編制的內(nèi)容納入予置顯示菜單。

SCC從ATS子系統(tǒng)接收有關(guān)發(fā)車(chē)顯示器顯示的內(nèi)容信息,經(jīng)處理后將數(shù)據(jù)在相應(yīng)的發(fā)車(chē)顯示器上顯示。

3 軟件結(jié)構(gòu)

支持多協(xié)議的發(fā)車(chē)指示器系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖3。

相應(yīng)的模塊功能簡(jiǎn)單描述如下:

串口接口模塊功能——通過(guò) RS232、RS422、RS485協(xié)議從ATS子系統(tǒng)獲取信息;

Modbus接口模塊功能——通過(guò)Modbus協(xié)議從ATS子系統(tǒng)獲取信息;

圖3 軟件結(jié)構(gòu)圖

TCP/IP接口模塊功能——通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議從ATS子系統(tǒng)獲取信息;

Profibus接口模塊功能——通過(guò)Profibus協(xié)議從ATS子系統(tǒng)獲取信息;

信息管理功能——作為各個(gè)模塊信息交互的服務(wù)中轉(zhuǎn)站,管理各個(gè)模塊之間信息轉(zhuǎn)發(fā);

協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊功能——解析不同協(xié)議接口獲取的ATS信息,然后轉(zhuǎn)換為內(nèi)部的信息格式;

邏輯處理模塊功能——通過(guò)信息管理模塊接收協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的信息,進(jìn)行邏輯處理,生成相應(yīng)的控制室外發(fā)車(chē)指示器的指令給顯示控制模塊;

顯示控制模塊功能——和室外發(fā)車(chē)指示器接口,控制室外發(fā)車(chē)指示器的顯示。

[1]中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵路運(yùn)輸調(diào)度規(guī)則[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2000.

[2]GB 50157—2003 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]張國(guó)寶.城市軌道交通運(yùn)輸組織[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2000.

[4]萊斯布里奇,拉格尼.面向?qū)ο筌浖こ蘙M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

[5]張國(guó)寶.城市軌道交通運(yùn)營(yíng)組織[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2006.

Design of Multi-protocol Departure Time Indication Supporting System

Wang Feijie,Bai Zhongying

Departure time indication system(DTI)is one of the assisting systems of metro that the driver must rely on.It accepts the departure time and train hold information from automatic train control(ATS)and displays relevant information on liquid crysted display(LCD)based on user's requirements.Currently,there are serial(RS 232/RS 422/RS 485),standard TCP/IP,Modbus,Profibus protocols between DTI and ATS.This paper presents a DTI system which supports the multi-protocol,and introduces the structure,interface,functions and software structure of this system.

departure time indication system;multi-protocol;system function;interface;software structure

U 260.5:U 266.2

2009-12-07)