苗 欣 劉 泰 陳 健

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

人機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(yīng)用功能

由于城軌車輛在調(diào)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(yīng)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(diào)試、檢修、運行效率。

一、人機界面功能概述

城軌車輛網(wǎng)絡(luò)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(guān)數(shù)據(jù)以及記錄相應(yīng)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(guān)列車故障信息及相應(yīng)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(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(guān)、接觸器、繼電器、電控閥、電機等設(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(shè)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(shè)置功能

（1）功能描述

可在人機界面上設(shè)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(yīng)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(shè)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(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(dāng)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(guān)相同的作用，點擊按鈕可直接進行啟動/停止電機、開關(guān)車門、空調(diào)設(shè)置、運行方向、運轉(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)運轉(zhuǎn)模式按鍵，可分別將空調(diào)設(shè)置為“自動”、“全冷”、“半冷”、“通風(fēng)”、“全暖”、“半暖”模式或停機。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。在界面上進行控制操作后，空調(diào)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(yīng)的試驗，在屏幕上顯示試驗時的相關(guān)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(yīng)的位置上。如圖3所示制動試驗界面，選擇試驗?zāi)Ｊ胶?，按“開始”鍵，控制器即會自動控制列車進行相應(yīng)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(dāng)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(zhuǎn)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(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)?？蓪收嫌涗涍M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(guān)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(dāng)左側(cè)的各輸入點都閉合時，整條線路呈綠色，則右側(cè)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(guān)形式顯示，其后的線路也顯示為黃色，表示此處線路不通，此時輸出點指示燈不亮，表示沒有輸出。

7.用戶權(quán)限功能

（1）功能描述

人機界面設(shè)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(shè)定不同的密碼，按照輸入的密碼確定操作者的級別和權(quán)限。用戶可自行設(shè)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(yīng)的數(shù)據(jù)?？梢詮目刂破髦凶x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(shè)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)?？刹蹲剿矔r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(diào)出查看或?qū)⒋鎯ㄑb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(dāng)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(jié)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）

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1671-0711（2015）04-0053-04