车站计算机联锁操作显示规范综述

梅 萌 韩安平 徐德龙

(1.同济大学电子与信息工程学院，上海 201804；2.中国铁道科学研究院通信信号研究所，北京 100081)

计算机联锁系统在我国铁路得到了普遍应用，经过30年的发展，现在已进入成熟运用阶段。现代计算机联锁系统是信息技术、控制技术、通信技术和计算机技术相融合的产物，在信号控制系统中举足轻重，为其他相关信号系统提供必要的基础信息及对应的控制和防护手段。图形化用户界面是计算机联锁操作显示的必然选择，它提供人机接口，是联锁系统功能的重要组成部分。《车站计算机联锁操作显示技术规范》（以下简称《操作显示规范》）就是为规范和统一图形化用户界面而提出的。

1 规范的必要性

我国的计算机联锁系统自诞生之初，就沿用6502单元控制台操作显示并逐步替代为使用工业PC机完成人机交互。在发展早期，联锁系统在列车的行车控制中信息是孤立的，操作和显示往往对应车站值班员的个人岗位行为。后者通过严格的规章制度管理，从各铁路局、各站段、车务和电务在实践中引申出各自的用户需求。各联锁研制单位、各型号设备历经多年发展，已形成各自的风格和特点，这些内外因素最终导致计算机联锁在操作显示上逐步分化出一些差异性。

为提高铁路运输自动化水平，调度集中系统被推广使用，它与计算机联锁系统之间进行交互的信息日益丰富，交互的流程也随之增加。联锁系统操作显示不统一带来信息理解和处理上的问题逐步显现，现场也暴露出一些具体使用问题。随着信号技术进步和高铁技术飞速发展，高速铁路新增的功能在计算机联锁操作显示上也需要规范化。因此制定统一操作显示标准，规范计算机联锁操作显示，已形成行业共识。

在这样的背景下，为解决计算机联锁在设计开发、使用及维护中设备操作和界面显示的标准化问题，编制《操作显示规范》，便于与调度集中系统及其他相关系统的结合，适应铁路技术发展的需要，面向未来，促进车站行车作业和运营维护规范化。

2 规范的基本内容

2.1 规定交互界面的使用原则

基于计算机的图形化用户界面是当前及今后相当长时期内工业领域的主流人机交互界面。采用显示器显示站场界面，使用鼠标进行相关操作，是比较经济的方案，得到行业内的普遍认同。

参照相关的国家标准和行业标准，结合计算机特点和人机工程、工效学等基础理念，对图形化用户界面相关的颜色、文字和图形符号等基本内容的显示原则进行了规定。所涉及的文字包括汉字、字母及数字等采用标准字库字体（典型的字体如黑体、宋体等），要求同一类标识的几何尺寸及字体一致，符合已有的习惯。

2.2 规定操作显示界面总体布局

统一布局为操作人员快速响应图形化用户界面的各类信息提供了基础。吸取已有界面的经验，结合用户需求，将操作显示界面布局为站场图区、常用功能按钮区、提示信息窗、报警信息窗、预警信息窗和设备状态信息窗等显示区域，如图1所示。其中，站场图区在整个控制台的中部，要求站场名称位于站场图区的正上方，便于识别。报警信息窗在控制台左上角、预警信息窗在右上角。

图1 操作显示界面总体布局示意图

2.3 定义按钮作用域和操作流程

显示界面响应鼠标操作的有效区域定义为按钮作用域，为规定操作方法提供了途径。由于任意两个按钮作用域互不重叠，因此，按压按钮操作不会产生歧义，操作人员能准确识别。这样，赋予按钮以关联某种功能的含义，就可以把联锁系统应具备的功能对应于联锁操作显示界面设置的按钮；而按钮的按压次序，对应操作人员的作业意图。两者互相依存，构成了规范约定操作显示的主要内容。

3 规范的主要内容

保持联锁功能和操作显示简洁，减少不必要的辅助功能，是保证联锁安全可靠性的有效措施。基于这些共识，规范列举了必要或现场急需的一些内容。

3.1 规定屏幕显示的内容

统一规定总体布局中各画面元素的布局和图文显示基本要求，明确给出功能按钮区按钮（典型尺寸为50*32 像素）、站场图区的信号机图元大小（如圆圈直径14 像素）、列车按钮图元大小（典型尺寸为14*14 像素）和常见的表示灯大小（典型圆圈直径14 像素）等。由于实际各站场规模可能存在较大差别，规定上述图元的尺寸可以根据站场大小按比例调整。另外，对界面中主要文字的颜色和字体也分别给出了规定。考虑到位于站场图区的线条与站场平面布置图中的线路相对应，为了便于操作人员观察和操作、合理配备显示设备，规定表达股道的线间距不小于1 cm，照顾在股道较多情况下的界面显示。

联锁系统除办理进路外，实现相关的功能时，一般需要按压功能按钮。为了识别功能操作，避免误操作，功能按钮在按下后，底色变为黄色，15 s自动抬起。为适应既有联锁的操作习惯，运输部门确定了常用功能按钮的排列顺序，从左向右排列：S(X)引导总锁、坡道解锁、总取消等。

报警信息窗主要为影响行车、使用的报警，也包含继电联锁时传承下来的一些故障报警信息，如灯丝断丝、熔丝报警。预警信息窗为设备局部故障，暂时不影响设备使用，需要通知电务人员的故障，如局部通信中断。另外，考虑区间设备故障一般不影响站内联锁，将区间设备的故障统一归类为预警，并在故障发生时，统一提示“区间设备故障”。同时对报警信息窗和预警信息窗的字体、颜色、格式、显示信息数量进行规定。

在设备状态信息区对显示的内容、形式进行规范，包括显示操作机A/B、联锁机I/II、维修机的状态。提示信息窗对操作提示，保持与既有联锁设备一致的原则。

3.2 规定基本操作方法及操作流程

以支撑计算机联锁系统的功能，保证系统安全性、可靠性、可用性、可维护性为出发点，明确进路的办理、取消、人工解锁、区段故障解锁和重开信号的流程；道岔的单锁、单解、封锁、解封的操作流程；引导总锁、坡道解锁、区间改变运行方向的正常办理操作流程；辅助办理操作流程；分路不良的操作流程；信号机点灯和灭灯的操作流程；系统上电解锁流程和非进路、推峰进路、机务段调车、同意动岔等办理以及站间联系相关的操作表示等。

联锁系统是计算机系统较早应用于信号系统的典范，联锁系统被赋予的功能随着应用条件不断扩充和完善，现场出现一些特殊的操作需求。在尚未形成一致意见时，某些功能的操作流程难以在本规范中规定，如关于区间的辅助改方、信号封锁等，这些问题的解决有赖于联锁相关各方的共同努力。

3.3 操作显示界面的其他辅助功能

办理进路按下终端按钮时增加语音提示，提示“XX方向”发车。在股道、进站口区段增加信息窗标识，可以输入固定的文字和数字，信息窗类似既有联锁控制台的车次窗，仍然可以标识车次，人工设置、人工取消。考虑设备的可用性，增加了显示界面应具备切屏、缩屏功能的要求。并对站台、无网区等小范围应用的图形提出规定。

3.4 举例设计

图形化用户界面的信息丰富，用文本文字表达，或多或少存在描述或沟通上的困难。为便于理解规范，以附件形式提供普速联锁举例车站的设计界面示意图。举例车站为用于计算机联锁制式检测的一个标准站，其涵盖联锁功能多，能反映大多数常见的站场情况。示意图极大限度的表达《操作显示规范》中各规定的图形符号及其布局。

4 规范的突出特点

4.1 站场图区方面

站场图区显示的主要联锁基础设备包括信号机、道岔、区段等。对于信号机，首次提出列车信号机采用双灯位显示，调车信号机采用单灯位显示。信号机的列车按钮、通过按钮、引导按钮单独设置，调车按钮采用信号机的图形。对于道岔，明确道岔定位、反位、挤岔的显示方法以及道岔按钮的设置规定，同时对道岔挤岔与占用同时发生的情况进行了说明。对于区段，规定占用、出清、锁闭、分路不良等，不再使用绿光带等差异化的部分，区段按钮为区段图形或区段文字。对于进路解锁的倒计时，为便于观察，设置于信号机附近。对少数车站使用的脱轨器也进行了规定。

4.2 报警和预警方面

将原来的报警信息分设为报警信息窗和预警信息窗两个显示区域，规范简化了设备报警（含预警）的内容，对报警（含预警）信息进行了原则规定。为便于运输部门识别严重等级，报警信息主要为影响行车、影响使用的故障信息；预警信息主要为设备局部故障，可能暂时不影响行车、但存在重大隐患，要通知电务相关人员进行维修处置的故障信息，如通信局部故障。依据故障类型划分为外部设备（轨道停电、熔丝报警、区间设备等）、联锁设备（挤岔、信号非正常/故障关闭等）、通信接口（与TCC、CBI、RBC通信中断等）三大类，以便分区分类显示，使故障及时被发现和处理。

4.3 进路按钮设置方面

1）列车、调车按钮

列车按钮单独设置被普遍认可。将信号机图符作为调车按钮，不再单独设置调车按钮，节省显示空间。为便于识别调车按钮按下，采用信号机名称闪烁来解决此问题。

2）引导按钮

由于高速铁路和普速铁路中，列车进路并非都有对应的引导进路，具备引导进路功能时单独在信号机旁设置引导按钮，可减少误操作。当然，引导按钮的深蓝色区别于绿色的列车按钮。

4.4 按钮操作方面

1）尽可能维持原有习惯

在排列进路、重开信号、允许改方按钮、接车辅助、发车辅助等按钮操作，既有操作流程能保证操作正确性或无安全风险，维持既有操作习惯。

2）按钮按下状态的清除

按钮操作是一个时序序列。未构成操作序列的按钮按下后，如果遗忘清除，会带来一些操作上非预期结果。例如在按压列车始端按钮后，未及时恢复未按下状态，如果后续再办理其他接发列车，接发车进路存在办理错误的可能。同样在CTC自律控制的情况下，也存在这种可能。这样，单独按下的列车、调车按钮自动清除，首次作为标准条款提出。综合上述因素，为了避免对后续进路的影响，将单独按下的始端信号按钮设定有效时间，15 s后自动清除。对于变更进路，按压始端、变更按钮后，如果15 s内未按压进路终端按钮，自动清除始端和变通按钮。其他功能按钮也同样如此。

3）引导进路办理

引导接车进路办理方式，存在较多争议。最终，在规范中沿用6502继电集中的办理方式，即人工单操道岔到引导进路规定位置后，按压引导按钮办理引导进路。

4.5 其他辅助功能方面

1）标记窗

为适应运输专业提出的需求，在轨道区段上增加状态显示（“揭示牌”），每个股道和进站口增加“标记窗”，可以从固定的12个汉字中选择两个汉字添加到“标记窗”中，提供文字输入表达停电、封锁等情况。折衷解决了界面显示空间有限、标识困难、容易遮挡的问题。

2）进站口标识和提示

由于平面布置图中一般没有邻站名称，进站口文字维持按方向名称显示，但为了给操作人员更丰富的提示，在办理进路、按压进路终端按钮时，增加发车的语音提示。

3）设置分路不良

为便于操作人员识别轨道区段分路不良，采取弹出下级菜单进行勾选和取消勾选的方式，用于分路不良的设置和取消，这也对其他类似需要标注的故障提供了参考和借鉴。

5 总结

《操作显示规范》是由多方共同编制，经过系统调研、梳理总结、仔细分析和研究后达成的丰硕成果。在继承既有联锁控制台操作习惯的基础上，经过工效学设计，发挥计算机在信息处理上的综合优势，为处理操作显示方面的问题提供了依据，使设计人员能明确用户使用相关的需求，提供友好的操作显示界面。操作人员则可及时准确地获得显示界面上的信息，正确的做出操作动作，整体上提高效率，减少劳动强度。该规范是联锁技术的一个重要里程碑，将对联锁的研发、生产、维护起到规范作用，并对信号系统的互联互通起到重要作用。

[1]中国铁路总公司.铁路技术管理规程[M].北京:中国铁道出版社，2014.

[2]国家铁路局.TB3027-2015 铁路车站计算机联锁技术条件[S].北京:中国铁道出版社，2014.

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