陸定中 李立明

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?結(jié)合軌道交通沙盤模型操作及顯示需求，參照軌道交通信號系統(tǒng)ATS基本工作原理，研究設(shè)計了軌道交通沙盤模型的操作顯示界面。簡要闡述站場設(shè)備相應(yīng)控件的設(shè)計方案，并對站場狀態(tài)顯示、站場操作命令的實現(xiàn)做了詳細說明。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?軌道交通;沙盤模型;控件;操作顯示界面

[中圖分類號] ?U239.5 ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? [文章編號] ?2096-0603（2020）45-0166-02

目前，絕大多數(shù)城市軌道交通沙盤模型僅具備遙控操作功能，不能通過完整統(tǒng)一的操作顯示界面在顯示屏上以圖形化的站場圖形式展示沙盤硬件模型的實時狀態(tài)，同時接收操作人員對進路、道岔、站臺等的控制指令。

基于沙盤模型的操作顯示界面，依據(jù)軌道交通信號系統(tǒng)ATS（Automatic Train Supervision，列車自動監(jiān)控）站場狀態(tài)圖基本原理，通過在工作站顯示屏上的站場狀態(tài)顯示，向操作人員直觀展示整個沙盤上各設(shè)備及車輛的狀態(tài)，同時為操作人員下達控制指令提供接口。其主要通過仿真系統(tǒng)與沙盤硬件的通信，獲得軌道區(qū)段等設(shè)備的狀態(tài)，并在工作站顯示屏上以形狀、顏色、閃爍的變化向操作人員提供形象的狀態(tài)提示，操作人員在設(shè)備對應(yīng)界面圖形上能通過快捷菜單的訪問形式，向仿真系統(tǒng)下達控制命令，通過仿真系統(tǒng)的可行性檢查后，下達給沙盤硬件執(zhí)行，使沙盤上的各個硬件設(shè)備能夠依照操作人員意圖安全地運作[1-3]。

一、沙盤模型概述

在分析了現(xiàn)有運營方案特點的基礎(chǔ)上，對站臺形式、折返形式進行了典型運行線路設(shè)計，圖1為沙盤模型效果圖，包含線路、信號機、車站、道岔、車庫以及景觀等。

整個系統(tǒng)設(shè)置3條獨立運行的線路，其中一條為環(huán)線（B線），另一條為具有折返功能的長線路（A線），還有一條為短線路（C線）。A線由上下行各一條正線組成，設(shè)站5座，均為島式站臺;B線由上下行各一條正線組成，按環(huán)線設(shè)計，設(shè)站6座;C線由上下行各一條正線組成，設(shè)站4座，均為島式站臺。

二、站場設(shè)備控件

為實現(xiàn)操作顯示界面的基本功能，結(jié)合ATS系統(tǒng)實際應(yīng)用的特點，遵循面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的思想，通過在程序上分別設(shè)計沙盤主要硬件設(shè)備類型相對應(yīng)控件的形式，實現(xiàn)仿真系統(tǒng)站場圖功能。根據(jù)沙盤設(shè)備類型，仿真系統(tǒng)中定義了信號機類、軌道區(qū)段類、道岔類、站臺類及車次窗類等主要的控件，再通過將這些控件進行變量的實體化，分別匹配沙盤各設(shè)備類型的數(shù)量，最終將沙盤實體設(shè)備映射至程序內(nèi)部變量[4]。

（一）信號機控件

信號機基本圖形由燈位的圓、機柱線段和基礎(chǔ)線段三個基本圖形組成，由于信號機防護方向不同造成機柱線段和燈位相對位置不同，故定義了信號機類型進行區(qū)分。顯示狀態(tài)和鎖閉狀態(tài)由仿真系統(tǒng)根據(jù)信號控制邏輯決定，在圖形顯示上前者用于燈位顏色顯示。排列進路方法位于快捷菜單中，用以人工以選中信號機為始端進行排列進路操作，需傳遞信號機序號、顯示狀態(tài)、鎖閉狀態(tài)作為參數(shù)。

（二）道岔控件

道岔基本圖形由岔前線段、定位線段和反位線段組成，當?shù)啦砦恢迷诙ㄎ粫r，僅顯示岔前線段和定位線段，反位線段隱藏;當?shù)啦砦恢迷诜次粫r，僅顯示岔前線段和反位線段，定位線段隱藏。由于道岔布置形式不同，反位線段可能落在以岔前線段和定位線段的交點為原點的直角坐標系中的四個象限中，故定義四種道岔類型對應(yīng)四種情況，反位線段和定位線段的夾角分別為45°、135°、-135°和-45°。定操、反操方法位于快捷菜單中，用以人工以選中道岔進行單操，需傳遞道岔序號、道岔位置、區(qū)段狀態(tài)、鎖閉狀態(tài)作為參數(shù)。

（三）無岔軌道區(qū)段控件

無岔軌道區(qū)段基本圖形僅由軌道區(qū)段線段構(gòu)成，據(jù)此定義了軌道區(qū)段線段起點終點坐標及寬度。其區(qū)段狀態(tài)和鎖閉狀態(tài)由仿真系統(tǒng)根據(jù)信號控制邏輯決定，在圖形顯示上區(qū)段顯示狀態(tài)決定了線段顏色。

（四）站臺控件

站臺基本圖形由矩形構(gòu)成，站名文本固定顯示在矩形中央，停站倒計時顯示在站名文本右側(cè)，其可見性及內(nèi)容由仿真系統(tǒng)列車運行調(diào)整邏輯決定。站臺控件定義了五種方法。根據(jù)列車運行調(diào)整需求，還定義了扣車、發(fā)車、跳停及設(shè)置停站時間方法位于快捷菜單中，需傳遞站臺序號組作為參數(shù)，設(shè)置停站時間還需傳遞設(shè)置好的停站時間值。

（五）車次窗控件

車次窗基本圖形由矩形構(gòu)成，據(jù)此定義了車次窗矩形的左上角頂點坐標以及長度和寬度，車次號文本顯示在矩形中央，車次窗及車次號可見性和車次號內(nèi)容由仿真系統(tǒng)列車運行調(diào)整邏輯決定。車次窗控件定義了三種方法。車次窗移動方法允許對車次窗進行按運行占用方向進行平移，需傳遞車次窗序號、車次號作為參數(shù)。設(shè)置車次號方法允許修改車次號，需傳遞車次窗序號、修改的車次號作為參數(shù)。

三、站場狀態(tài)顯示的實現(xiàn)

站場圖的顯示一般都是由在特定位置具有特定意義的圖形所組成的，把這些控件按沙盤硬件設(shè)備的相對位置和數(shù)量呈現(xiàn)在顯示屏上的特定位置上，即完成了沙盤模型在顯示屏上的顯示控制處理。

在站場圖中主要需繪制的圖形包括線段、圓、矩形和文本等。對于信號機燈位填充顏色、道岔開向、站臺停站時間等需根據(jù)沙盤運行情況而改變屬性的值，需采用系統(tǒng)獲取沙盤硬件傳輸過來的數(shù)據(jù)處理后確定，并且實時刷新確保與沙盤實際情況一致。

四、站場控制命令的實現(xiàn)

ATS系統(tǒng)需要為操作人員提供人機接口，便于接收操作人員向系統(tǒng)下達的進路排列、道岔操縱、跳停、扣車等行車控制指令，采用鼠標操縱的方式，通過鼠標的單擊、雙機、右擊或拖拽等方式，生成確定行車控制命令交付系統(tǒng)執(zhí)行。

根據(jù)上述需求，ATS仿真系統(tǒng)將控件的圖形繪制區(qū)域作為觸發(fā)區(qū)域，在觸發(fā)區(qū)域內(nèi)通過鼠標右擊觸發(fā)的方式，彈出對應(yīng)控件相關(guān)的控制命令菜單，操作人員根據(jù)需求，在菜單上點擊選擇相應(yīng)的項目即可。如面向站臺的扣車或跳停（關(guān)閉）指令、面向道岔的單操指令、面向服務(wù)器的連接指令等。

五、結(jié)語

基于軌道交通沙盤模型的操作顯示界面經(jīng)過設(shè)計開發(fā)、實驗室測試、現(xiàn)場安裝調(diào)試等相關(guān)工作后已經(jīng)投入實際運用，取得了較好的使用效果，并為后續(xù)實現(xiàn)基于沙盤模型的軌道交通信號系統(tǒng)整體仿真設(shè)計奠定了堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]羅育輝，邱曉歡.沙盤模型列車控制系統(tǒng)設(shè)計與研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（20）：29-31.

[2]張英貴，張云麗，趙敬澤.鐵路區(qū)域計算機聯(lián)鎖試驗教學系統(tǒng)設(shè)計[J].物流科技，2016（3）：137-139.

[3]李紹斌，蔣大明.鐵路運輸沙盤綜合演練聯(lián)鎖系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[J].中國鐵路，2015（6）：39-40.

[4]唐濤，徐田華，趙林.列車運行控制系統(tǒng)規(guī)范建模與驗證[M].北京：中國鐵道出版社，2010.

◎編輯 李 爭