自動列車監控系統車輛狀態顯示實現

戴志浩

【摘? 要】本文總結現有ATS處理車輛接口特點，綜合分析接口軟件的處理需求和調度工作站軟件的用戶顯示需求。提出一種可靠的智能顯示自動監控系統車輛狀態的方法：在ATS接口軟件中添加一個車輛狀態轉換模塊，該模塊通過項目數據配置實現轉換邏輯，使調度工作站顯示模塊可根據配置動態顯示文本或圖形。

【關鍵詞】自動列車;監控系統;車輛

1 車輛接口描述

依據《城市軌道交通CBTC信號子系統-ATS子系統規范》，ATS系統應支持列車信息的顯示，實時顯示列車的故障告警等信息。在CBTC信號子系統架構中，ATS不與車輛系統直接接口，故一般通過列車控制器中轉，從車輛系統接收運行信息和故障告警信息。列車控制器匯總所有車輛信息后以周期性消息報告方式，發送至ATS系統。由于項目差異、車輛廠家差異、車輛設備差異，該車輛接口消息報告的長度、字段數量、字段格式、信息順序等差異較大。比如一輛列車的車門數量由實際項目使用列車的編組長度決定。

在ATS調度工作站上，要求車輛重要報警信息需以直觀的方式向調度員做出提醒，一般信息也需在后臺顯示以備隨時查看。由于項目用戶需求不同，針對每輛列車，有文本列表顯示和圖形化顯示兩種主要方式。

2 車輛狀態轉換邏輯算法介紹

綜合分析多個項目的車輛接口特征，得知車輛接口總體上符合周期性消息報告方式，細節上消息總長度、字段數量、字段格式、信息順序等差異較大。則可設計一個車輛接口轉換配置文件，配置每一個字段的格式和信息含義，由接口轉換模塊管理。該轉換配置文件所有字段長度即為消息總長度，配置順序即為信息順序。再分析項目用戶顯示需求，可將接口轉換模塊的輸出狀態值也設計為配置項。針對不同的狀態值，如配置為文本顯示，則發送匹配文本至調度工作站上層顯示模塊;如配置為圖形顯示，則發送匹配圖形特征字至上層顯示模塊，從而調用其對應的圖形顯示。

車輛狀態轉換模塊的轉換邏輯算法流程圖如圖1所示。

現假定車輛接口的內容為81 A2 74，則模塊的轉換邏輯算法的具體步驟為：

（1）狀態轉換模塊收到車輛狀態消息流。

（2）轉換模塊根據配置順序讀入一個狀態項。假定所讀狀態項為“列車工況模式”狀態項，假定其配置的匹配關系為：匹配第一個字節的前三位，即匹配掩碼為0x7。由于該消息流大于一個字節，則匹配成功。

（3）計算該消息流在“列車工況模式”狀態項的實際狀態值。消息流第一個字節為0x81，取前三位，則實際狀態值為0x1。

（4）在“列車工況模式”狀態項的狀態值配置列表中找到該實際狀態值0x1的對應配置。假定配置為文本顯示，顯示內容為“上線服務”，則將該顯示文本發送至上層顯示模塊。

（5）該狀態項列表未讀取結束。假定還存在“列車緊急制動”狀態項，假定其配置的匹配關系為：匹配第二個字節的第二位，即匹配掩碼為0x2。由于該消息流存在第二個字節，則匹配成功。

（6）計算該消息流在“列車緊急制動”狀態項的實際狀態值。消息流第二個字節為0x A2，取第二位，則實際狀態值為0x10。

（7）在“列車緊急制動”狀態項的狀態值配置列表中找到該實際狀態值0x10的對應配置。假定配置為圖形顯示，其圖形特征字為“Emergency Brake Occur”，將該圖形特征字發送至上層顯示模塊，上層顯示模塊調用其對應的圖形顯示。

（8）判斷該狀態項列表是否讀取結束，如未匹配結束則轉第2步執行;如已匹配結束，則該周期轉換結束。

3 調度工作站顯示實例

以香港南島線ATS為例，該項目列車控制器周期性將車輛系統信息報告至ATS接口軟件。其信息報告主體部分定義見表1（由于內容過多，本文僅截取一小部分作示意說明）。

該項目用戶要求所有信息均使用圖形顯示，按轉換邏輯算法，設計車輛接口轉換配置，由接口轉換模塊周期性按配置順序計算各字段顯示狀態值，則發送匹配圖形特征字至上層顯示模塊。

4 展望

該車輛狀態邏輯轉換算法已成功應用于多條新建設的城市軌道交通信號系統中，取得了很好的反饋。該算法可進一步結合更先進的顯示技術，比如三維顯示、虛擬現實顯示等，應用于車輛狀態接口的其它系統中。

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