全自动列车显示器界面设计与实现

0 引言

列车在高速运行过程中，驾驶员或维护人员对列车的一些状态信息的了解与否对于列车的安全运行起着重要作用

。随着轨道交通设备的不断进步，列车显示器逐步取代传统仪表显示方式，界面设计更加人性化，显示简洁、标准

。作为是TCMS的重要组件，负责列车的状态信息显示、列车参数设置及故障诊断等功能，提供友好的人机交互界面

。显示器可以根据掌握的有关列车和线路的重要信息，对列车其他设备发出的命令和警告做出及时的相应，提醒使用人员。随着用户需求的不断变化，显示器在列车运行中发挥着越来越重要作用，正朝着智能化、功能多样化、操作简便化的方向发展。

本文通过对北京新机场线显示器需求进行研究，结合现有显示器开发状况，采用Linux操作系统作为显示器软件运行平台，FLUID图形化开发软件作为界面开发平台，设计完成基于Linux嵌入式操作系统的全自动列车显示器界面应用软件。

HPLC-DAD法同时测定肝康复水丸剂中7个成分的含量…………………………………………………… 侯玉华等（21）：2907

本显示器软件开发方式提供可视化的界面绘制，减轻开发人员的工作量，提高后期维护的效率。能够在内燃机、动车、城轨等列车的显示器设计开发中应用，用于指导开发人员进行设计。

1 平台选择

1.1 硬件平台

北京新机场线选用时代电气新一代12.1寸显示器系统，该系统满足外壳防护等级、轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验等标准，能够在复杂的环境下正常运行，具有比较高的稳定性，提供2路MVB，2路100M以太网电气通信接口，满足机场线通信要求；主处理器频率1GHz，内存 2GB，保证应用软件的执行效率以及界面刷新速度。其处理速度与诊断系统的性能相适应，具有较高的屏蔽性、抗干扰、耐震动能力。

采用飞思卡尔的IMX6双核处理器作为整个设计的主平台，搭载美光的2GB的DDR3内存，为了保证基本的Linux操作系统运行，单板集成了64MB的NorFlash作为基本的存储单元，同时通过板载16GB eMMC用于后续的大容量数据存储和全新的操作系统数据存储。

该显示器内部采用CPU板+接口板的实现方案，CPU板实现CPU最小系统单元和温度、RTC、LVDS等关键功能。CPU板通过板级连接器，将触摸屏、按键、MVB、以太网、USB等接口在接口板上实现，此方案利于不同接口功能需求产品的实现。

Linux系统继承Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。使用模块化的结构设计，能够应用于多种硬件平台，具有很高的平台适应性和灵活性。Linux是一种开源代码形式的操作系统

，用户可以根据自身需要进行二次开发。

1.2 软件平台

同时显示器前面板有三个LED指示灯，可实现对电源、通讯和超温等一些故障的报警。

参数设定：对轮径值、列车号、时间日期、相关累计数据等参数进行更改与设定。

余晖透过树梢，照耀着我小小的身影，我勇敢地在雪道上留下一道道优美的弧线。这就是那个敢于挑战自我的女孩。（指导老师：苏丹红）

通过分析Linux系统和FLUID的特点，本文采用Linux系统作为显示器程序开发和运行环境，用FLUID作为界面开发工具，即保证开发用来的显示器程序能够在安全稳定的环境下运行，又可以通过拖拽的方式设计界面，提高界面开发效率。

2 操作流程设计

司机显示器HMI是全自动驾驶车辆列车控制和诊断系统的智能显示装置，是司机和维护人员操作列车的窗口。具备如下功能：

列车信息显示：向车辆驾驶人员和维护人员提供车辆综合信息、各设备的工作状态、故障信息的显示与建议处理方法的描述等功能。

在拍摄内容上，除了新人和亲朋好友之外，在婚礼中有很多温馨、美好的细节是非常值得拍摄的，包括一些宾客礼物、迎宾台的摆设等，会藏有不少小巧思。此时大光圈定焦镜头就会派上用场，拍摄简洁画面的同时，还可以通过较大的光圈把周围的背景进行虚化，以实现对细节主体的突出，这样的照片让人一眼看上去就非常的赏心悦目。

FLUID(Fast Light User Interface Designer)是一个图形编辑器，用来自动产生FLTK的源代码。所有和界面有关的控件基本属性都保存在[.fl]文件中，FLUID通过读和写[.fl]文件来修改界面，修改好之后又保存在[.fl]文件中。编辑完界面后，将图形化界面以c++语言的源代码的形式存放在源文件.cxx文件和头文件[.h]文件，从而可以被整个工程调用。FLUID结构见图1所示：

根据用户操作需求将整个显示器界面分为运行模式、检修模式，运行模式主要面对司机，检修模式主要面对检修技术人员，运行模式切换至检修模式需输入密码。运行模式主要显示列车运行中经常用到的信息，主要包括运行界面、车辆界面、空调界面、通信状态、事件界面等。检修模式主要进行参数设置以及维护信息查询，包括时间设置、车号设置、轮径设置以及累计数据、软件版本号等。显示器操作流程如下图2所示：

模拟测试：静止情况下，若列车网络控制系统模拟车辆运行数据，可对牵引/制动系统相关部件进行模拟测试。

3 界面设计与实现

3.1 界面绘制

采用FLUID可视化的开发工具，该工具提供多种封装好的控件供开发者直接使用，从而简化界面绘制的流程。机场线主要使用Group、Button、Box三种控件。Group控件用于绘制显示界面的面板，在此面板上可以添加其他的控件从而组成一个完整显示画面。Button控件用于绘制界面中的按键，用于实现界面切换、参数设置等功能。Box控件主要用于车辆状态显示，包括文字、图片等显示形式。

工程结构树窗口可以选中单个控件双击后，弹出该控件属性设置对话窗口。可以设置该控件显示标签内容、字体、背景色及变量命名、回调函数(Button)等属性。应用程序通过该变量名字对控件显示内容进行更改，通过回调函数获取人为操作按键目的，从而做出正确响应。界面绘制图如图3所示：

3.2 软件显示流程设计

显示器上电软件初始化配置后，需要每个周期获取车辆运行状态数据，刷新显示。显示器软件刷新显示主要流程如下：

Y3Ga5O12(YGG)晶体可以看做是用离子半径更大的Ga3+取代YAG晶体中的Al3+，这种取代导致晶体的晶格间距扩大，有利于Nd3+的掺入．与YAG晶体类似，YGG晶体具有高的化学稳定性、硬度、热导率(9 W/mK)和光学均匀性，以及有适合稀土离子或者过渡金属离子取代的格位[15]．由于Nd∶YGG晶体熔点较高且存在氧化镓挥发的问题，目前仅有的报导为光学浮区法生长的Nd∶YGG单晶．

1)定时获取所有系统的数据，然后将数据存放在各自对应的数组中。

2)根据获取的数据，判断各系统的通信状态，只要有该系统通信正常时才使用其从线上获取的数据，否则将其存放数组中的数据清零。

3)判断控制器的通信状态，正常则执行下一步数据处理、显示，异常弹出网络通信异常界面，用于提醒当前网络不可用。

（2）人力资源管理因素。在民营企业中，用人单位受传统思想的影响较深，采取亲疏远近的方法聘用人才。“任人唯亲”而非“任人唯贤”的现象屡见不鲜，限制了优秀人才能力的发挥，导致企业的人才素质并不高，严重影响了民营企业的长久发展。民营企业的人力资源培训机制不完善，企业投入培训的经费比较少，导致员工的能力提升缓慢，影响员工的职业发展。

4)牵引制动百分比，柱形图形象显示当前牵引制动百分比变化，背景色跟随工况变化。

5)对指定数据变量中的数据进行逻辑处理。

城市在建设和发展的过程当中，会消耗大量的资源，我们并不能够无节制的去消耗不可再生资源，如果还是肆意浪费，将会使这些不可再生资源枯竭，造成不可挽回的后果，对于生态环境来说也会造成很大的影响。有的城市在环境管理上会付出大量的金钱去弥补之前所造成的生态环境破坏，而且需要花费大量的时间才能够看到成效，所以节约资源、建设生态城市十分有必要。

6)界面显示控制。

软件显示流程设计如图4所示：

3.3 界面实现

3.3.1 运行界面

运行界面作为车上人员查看列车状态的主要界面，需显示车辆正常运行所必须的信息，包括车辆运行模式、工况、网压、网流、故障信息等重要系统的工作状态。该界面和传统显示器运行界面优化设计主要集中在一下几点：

1)车速显示，显示器软件实时监控当前车速及限速值。车速不大于限速值时，车速显示数值颜色为绿色；若车速超过限速值时，车速显示数值颜色变为红色。2)故障提示，包括故障图标闪烁区、严重故障显示区。故障图标区根据现存故障等级显示不同图标。严重故障显示区滚动显示现存1级、2级故障，背景色跟谁当前显示故障等级变化，点击确认按键后，显示下一条故障信息。显示器检测到新的发生故障时，蜂鸣器自动触发，用来提醒车上人员。

3)旁路信息、烟火报警按键，出现旁路、烟火报警信息时，对应按键联动背景色变为红色，点击该按键查看具体旁路、烟火信息。

套路化、统一化、模式化，使老师产生职业倦怠，学生产生厌学情绪，长此以往，语文将不成语文！要正视文体的存在，要强化文体意识，因“文”制宜，循“体”而教。

4)根据显示需求，将存放数组的内容赋值给指定数据变量，指定数据变量分为固定获取部分和临时获取部分。固定获取部分包括固定界面显示内容数据、故障数据、弹屏数据。临时获取部分当前显示界面需要的显示数据，从而降低CPU占用率，提高软件运行速度。

5)重要设备状态显示，包括牵引、制动、辅助、空压机、车门、乘客报警、火警；司机在运行过程中能够直观、快速获取整车的重要设备的运行信息。

6)广播设置，通过运行界面进入广播设置界面进行车辆广播功能进行设置，包括站点信息设置、越站信息设置、广播模式设置等。

经综合分析，结合国内外沙漠路面结构材料分析及路面状况研究，同时考虑沙漠地区自然气候特征及当地材料供需状况， 通过对以上三种路面结构方案的技术及经济比较，在满足使用要求的条件下，并结合本项目交通量分布，确定本项目采用方案一路面结构。

7)自检结果显示，通过运行界面进入自检界面，显示车辆唤醒过程中所有项点过程结果，方便司机查看由于哪些原因导致车辆唤醒失败。

显示运行界面设计如下图5所示：

3.3.2 逻辑控制界面

从上述分析可见，国内外名物化研究的重点既有相似之处，又有很大差异。相似点在于热点都涉及语法隐喻、翻译、认知、语言类型等，差异较大的有两点，一是国内比较关注名物化现象的词法研究，而国外更关注句法；二是国内的名物化研究还是以理论研究为重，而国外已经出现明显的实证研究转向。

逻辑控制界面主要包括紧急制动缓解、牵引使能等界面。显示器将车辆重要功能电气逻辑以电路图的形式展现给使用人员，当列车出现不能牵引或者紧急制动不能缓解情况时，直接查看对应逻辑控制界面，快速定位到问题原因，极大减轻使用人员查找问题的难度。紧急制动缓解界面如图6所示：

3.3.3 通信状态界面

《背影》是朱自清先生写于1925年的一篇回忆性散文，讲述了普通小人物的平凡小事。文章以“我”的视野记录了1917年离开南京前往北京大学求学，父子二人车站送别的情景。在人物描写方面本文不同于一般的抒情散文，它没有做过多的人物神情、心理、外貌的描写，而是细致刻画了父亲的“背影”。对于《背影》这一经典叙事性散文的研究，大致分为两种类型：一种是从文本解读的角度分析课文的主题、情感、人物形象等内容，《背影》随着时代的变迁，人们对其主题的解读也是日渐不同。另一种则是从课堂教学的角度探讨教学技巧，教学方式，研究课堂实录。本文主要研究黄厚江《背影》的课堂实录，对他的教学语言风格做一个解析。

金钻明就读的高中——洋泾高级中学也非常注重对学生综合素质和学习兴趣的培养。当时，浦东新区物理教研室组织安排了跨校的物理辅导班，这个辅导班选用新区的物理“尖子老师”来给学生授课，并且不以考试、竞赛为目的，只是为了培养学生的兴趣、开拓视野。因此很多学生都喜欢这个辅导班，金钻明也是受惠者之一。至今让金钻明难忘的是他参加过的一个激光兴趣班，在那里，他参与了激光全息照相，粗略地知道了信息如何能立体地存储下来。在初步感受到激光魅力的同时也埋下了科学的种子，他最终如愿收到了上海大学电子信息科学与技术专业的录取通知书。

通信状态界面实时显示列车各个系统的以太网、MVB的通信状态。包括以太网通信状态界面、MVB通信状态界面、ECN通信界面。

以太网通信界面显示整车环网连接方式，查看各设备以太网通信状态。MVB通信界面显示列车线、车辆线MVB线路连接方式、设备分布，查看各设备的MVB通信状态。ECN界面主要显示整车所有交换机的运行状态，方便司机和检修人员查找有关以太网列车线的通信故障问题。

4 结论

综上所述，全自动列车显示器界面软件开发流程由平台选择、操作流程设计、界面设计与实现组成。通过在北京新机场线全自动列车上试验、测试验证，开发的显示器平台具有很好的可靠性和实用性。本文提出的显示界面智能化的设计意在降低使用人员操作难度，提高车辆运营安全及维护效率，在内燃机、地铁、市域、动车领域均具有较好的应用前景。

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