基于MCGS的司機顯示屏仿真在培訓學習中的應用

康萬海

摘 要：機車修造離不開人的參與，如何提高個人對機車的認知、對技術知識的良好掌握是做好員工培訓的重中之重，從而促進機車修造企業高質量發展。本文以HXD2C機車司機顯示屏為例，描述了如何運用MCGS軟件將兩者有機結合到一起，制作HXD2C型電力機車司機的操作顯示界面，通過對司機顯示屏仿真及對各類信息、功能的介紹講解為機車修造作業人員及機車司乘人員深入學習了解機車提供了新的有效手段，使理論學習得到實踐，提升了學習興趣和學習印象。

關鍵詞：機車;MCGS;司機顯示屏;培訓

0 引言

高質量的機車修造水平是保障鐵路安全及平穩運用的基礎，這就要求了機車修造作業人員對機車的全面認識，對技術技能的良好掌握。目前多種型號機車的存在也要求司乘人員要加強學習，從而保證行車安全。為了使機車修造人員及司乘人員更加深刻且系統的學習，利用組態軟件MCGS低成本、靈活高效、形象直觀的優點對司機顯示屏仿真，通過對仿真內容的深入解析達到培訓學習的目的。

1 MCGS軟件簡介

MCGS是一套基于Windows平臺，用于快速構造和生成上位機監控系統的組態軟件系統，它為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發平臺，能夠完成現場數據采集、實時和歷史數據處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業監控網絡等功能。

MCGS組態軟件主要包括主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數據庫和運行策略五大部分（如圖1所示）。

MCGS軟件可以記錄報警數據并實現報警顯示。MCGS把報警處理作為數據對象的屬性，封裝在數據對象內，由實時數據庫來自動處理。當數據對象的值或狀態發生改變時，實時數據庫判斷對應的數據對象是否發生了報警或已產生的報警是否已經結束，并把所產生的報警信息通知給系統的其它部分，同時，實時數據庫根據用戶的組態設定，把報警信息存入指定的存盤數據庫文件中。此外，MCGS軟件還可以產生多種動畫效果，用戶可以選擇不同的動畫效果來反映數值或狀態的改變，例如：圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍等。

2 司機顯示屏的設計基礎

司機顯示屏的設計需要通過對顯示屏的功能分析、界面結構設定、網絡數據分析、變量的設定及分類等幾部分進行思考從而實現仿真功能貼合實際，達到培訓學習的目的。

2.1 司機顯示屏功能

電力機車功能結構復雜且設備數量較多，如果駕駛室內需要司機實時查看并控制的儀表設備數量過多，就很容易導致司機產生疲勞，不利于安全行車。

列車司機顯示單元是列車上完成人機對話系統信息顯示的重要單元，為駕駛員的操作及鐵路安全運行提供信息保證。司機顯示屏尺寸很小，卻需要顯示出大量列車狀態信息。為了將龐大的數據信息通過同一塊平板顯示器顯示出來，必須對列車信息進行合理的分類，每個界面只顯示一類信息，在不同信息界面之間可以進行切換操作。在每一類信息界面中可以通過模塊的填充顏色變化、可見度、閃爍以及數據框等方式來顯示車輛各部件的運行狀況及參數，這樣可以讓司機更直觀地查看車輛信息。

2.2 司機顯示屏結構

HXD2C型電力機車司機顯示屏可分為三大基本區域，即屏幕功能選擇區、數據區和全局信息區。

2.2.1 屏幕功能選擇區

屏幕功能選擇區包括兩層，上方一層是屏幕功能的主選擇按鈕，下面一層顯示目前選擇的屏幕功能顯示區的子功能選項。

2.2.2 數據區

本區域顯示目前選擇的界面的過程數據。此區域的標題欄部分顯示機車編號和實時日期、時間。

2.2.3 全局信息區

兩個狀態指示，并且每個屏幕都能顯示：事件指示（左側）顯示實時的機車故障狀態。主斷斷開狀態顯示（中間）顯示是由于故障還是人為原因斷主斷。操作狀態顯示（右側）顯示目前實時進行的操作狀態。

2.3 網絡數據的功能

機車信息的變化是通過顯示屏中模塊的顏色變化、可見度和標簽內數據的數值等信息狀態的改變來體現的。機車每一個狀態信息的改變都對應著一個數據當前值的改變。當某一數據值發生改變時，顯示屏上會出現相應的變化，司機就通過這些變化來了解對應設備的當前狀態信息。

例如，當“列車向前”變量的值為“1”時，代表車輛向前行駛且左側駕駛室為占用駕駛室，此時在主界面左側出現黃色圖標而且圖標中箭頭方向向前;當“列車向后”變量的值為“1”時，代表車輛向后行駛且右側駕駛室為占用駕駛室，此時在主界面的左側出現黃色圖標而且圖標中箭頭方向向后;當該數據值為“0”時，代表車輛處于零位，此時在主界面的左側出現黃色圖標而且圖標中箭頭方向指向兩側。

數據信息則通過與其相關聯的標簽在屏幕上顯示出具體數值，司機通過標簽顯示的數值來了解對應變量的當前值。例如，車速標簽與“車速”變量相關聯，列車監控系統將檢測到的當前車速循環賦值給“車速”變量，列車的運行時速就可以通過車速標簽顯示在屏幕上。

顯示屏內所有顯示列車狀態的信息都關聯著變量，要將列車狀態盡可能詳細地通過屏幕顯示出來，就需要數量龐大的數據變量。列車監控系統將采集到的列車信息通過數據網絡發送給處理器，屏幕顯示的軟件系統將處理器采集到的各數值賦值給對應的變量，變量是與對應模塊關聯在一起的，這樣就將列車的網絡數據與顯示屏中模塊關聯起來，實現了通過屏幕來顯示列車各類狀態信息的目的。

3 顯示屏部分界面簡介

3.1 主界面

接通電源后首先顯示如圖2所示的主界面。

主界面顯示的功能有很多，是整個界面設計的核心，反映了當前機車的所有主要信息。這些信息主要包括：

3.2 故障確認界面

當顯示屏左下角故障事件指示標志進行閃爍時，點擊圖標將進入故障確認界面。

3.3 控制-隔離界面

本界面實時顯示機車電機變流器及輔助變流器等的狀態，除隔離閥外的每個相應的設備可以被手動隔離及解除隔離。如果進行手動隔離及解除隔離，點擊相對應的按鈕，則DDU向MPU發送指令，并且按鈕閃爍5秒鐘，5秒鐘后返回顯示狀態，可以看出機車是否執行了手動隔離/解除操作。

3.4 過程數據概述界面

本界面顯示機車相關的過程數據，如果有重聯機車，點擊相應的重聯機車即可顯示相關重聯機車的過程數據。

3.5 輔助界面

根據HXD2C機車高壓電氣原理圖中的“輔助電路”原理繪制而成，但其中的除QA-TP2-PP，QA-PC-CAB，QA-PC-MWD，QA-HVAC1，QA-HVAC2不能提供其狀態值。

4 結論

基于MCGS的司機顯示屏仿真充分利用了組態軟件MCGS的強大功能，提供給機車修造人員與司乘人員新的培訓體驗，是一種進步與創新。通過對各界面的學習與深入研究可以系統性的掌握機車原理與作業知識，提升了學習人員的專業素質，利用生動形象的畫面也激發了學習人員的興趣。

參考文獻：

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