ATS 車次窗顯示方法的研究

趙翠云

（卡斯柯信號有限公司，上海）

ATS（Automatic Train Supervision，列車自動監控系統）車次窗是ATS 人機界面站場圖上用來表示當前運行列車信息的圖形，如圖1 所示，它包含有車組號、運行方向、車門狀態等重要信息。除車次窗外，ATS 人機界面站場圖還包含了表示軌道、信號機、道岔等信號設備的圖形[1]。其中，軌道區段有車占用時用紅色光帶表示，鎖閉時用綠色光帶表示，車次窗與軌道區段光帶顯示一起標識出了當前的列車運行位置和列車狀態，可供行車調度指揮人員準確掌握現場的列車運行情況。

圖1 ATS 車次窗示意

在列車行進的過程中，軌道區段會沿著行車方向依次改變光帶的顯示顏色，車次窗也會隨著紅色占用光帶的移動而移動。目前，車次窗的跟蹤顯示方法，主要是根據當前車輛占用的區段信息，采用一定算法計算出車次窗的位置，然后給車次窗賦予相關列車信息，最后在相應位置生成并顯示所述車次窗。

但在最新的車車通信的場景下，由于實現了多列車控制，縮短了列車追蹤間隔，兩列車的距離比較近，前后列車極有可能運行在同一個軌道區段上，如果按照常規的車次窗位置生成顯示算法，就會如圖2～圖4所示出現車次窗與軌道區段位置無法對應、車次窗相互重疊和車次窗隨機混放在軌道區段上下方的問題。

圖2 車次窗和區段占用光帶無法對應示意

圖3 車次窗相互重疊示意

圖4 車次窗軌道區段上下方隨機混放示意

為了克服上述現有技術存在的缺陷，解決在車車通信場景下更快更準確顯示車次窗的問題，本文提出了一種新的在ATS 組態人機界面中顯示車次窗的方法。以下將分別從ATS 車次窗的生成和顯示兩個方面進行具體對比闡述。

1 ATS 車次窗的生成

常規的車次窗生成方法是在現場客戶端接收當前車站列車經過股道與道岔的狀態字符串后，按照既定的傳輸協議解析狀態字符串的值，構造出車次窗繪制所需的數據結構。具體流程如圖5 所示。

圖5 常規車次窗生成流程

本文提出的新技術方案將車次窗的生成步驟提前到站場圖數據制作階段，而不是在站場圖上的列車運行時，這種預處理方式大大節省了列車運行時車次窗的生成時間，并且可以提前預覽包含車次窗在內的全站布局并及時做出調整，避免了列車運行時車次窗與站場圖上其他設備圖形重疊的情況。

具體步驟為：首先根據車次窗模板和車次窗生成配置文件，按照區段和車次窗對應規則一次性生成全站所有位置上的車次窗；然后在全站的軌道大小布局發生部分調整時，車次窗則根據對應關系再次自動校正調整位置。具體流程如圖6 所示。

圖6 新技術的車次窗生成流程

其中，為滿足車次窗的顯示處理要求，車次窗生成模板可分為軌道上方和軌道下方兩種類型。站場圖上所有軌道區段上方的車次窗可按照軌道上方車次窗生成模板統一生成實例，軌道區段下方的車次窗可按照軌道下方車次窗生成模板統一生成實例。

此外，在軌道上方車次窗生成模板和軌道下方車次窗生成模板中還設置有特殊的配置項，并在配置項中設置了配置子項-偏移屬性。該配置子項的設置，可實現車次窗自動向上偏移或向下偏移的屬性。所述配置項配置界面如圖7 所示，其中的偏移量設置即為偏移屬性配置子項的設置，在實際應用中可在偏移量一欄中輸入具體的偏移值，從而可控制車次窗實現所述偏移值的向上偏移或向下偏移。如果該配置項設置在軌道上方車次窗生成模板中，則控制車次窗向上偏移，可以理解的是，該車次窗生成實例位于軌道區段上方。同理，在軌道下方車次窗的生成模板中，則控制車次窗向下偏移，該車次窗生成實例必定位于軌道區段下方。同時，在車次窗生成模板的特殊配置項中還設置有配置子項-變量trainWindowsvisible，該變量值的變化直接控制了車次窗的在界面的顯示與否。

圖7 車次窗模板的特殊配置項

需要指出的是生成全站所有車次窗的算法與校正車次窗位置的算法需要保持一致性，這樣才能保證全站車次窗最終在ATS 人機界面上的顯示統一性。

2 ATS 車次窗的顯示

常規車次窗顯示方法比較簡單，即根據前述常規車次窗生成模塊得到的車次窗繪制數據不做任何邏輯處理直接在人機界面中繪圖顯示。

而在新技術方案中，站場圖上的所有車次窗圖形均已實際存在，僅僅是初始顯示屬性為隱藏態，即默認不顯示。只有在線路上有列車運行時，ATS 現場客戶端才根據接收到的車次窗信息進行具體邏輯判斷，并最終利用組態軟件動畫鏈接中的trainWindowsvisible 變量值來驅動顯示或者是隱藏相關車次窗。具體流程如圖8 所示。

圖8 新技術的車次窗顯示流程

其中，客戶端接收到的車次窗信息具體來自于事先定義好的接口函數，該接口函數中包括車次窗名稱信息變量szTagname 和顯示標識參數ullValue。車次窗名稱信息變量szTagname 表示了車次窗名稱，顯示標識參數ullValue 即為當前車次窗的車組號[2]。ull－Value 的初始值為-1。當ullValue 為0 時，表示該車次窗處于隱藏狀態，當ullValue 大于0 時，則表示該車次窗處于可見狀態。

在顯示標識參數為0 時，則需控制ATS 界面中的車次窗szTagname 處于隱藏狀態。其具體步驟包括：在接收指令后，先判斷顯示指令中的車組號是否大于0，當確定車組號為0 時，可進入車次窗隱藏子流程。首先，檢查該車次窗的當前顯示狀態，如其原先狀態為隱藏狀態，則無需處理，直接返回。如當前為可見狀態，則需根據現有的位置標記判斷該車次窗在顯示時，是否因為重疊進行過移動，如有，則進行反方向相同位移移動，然后隱藏，如沒有過移動，則直接利用動畫鏈接中的train－Windowsvisible 變量值來驅動車次窗隱藏。

在顯示標識參數大于0時，則需控制ATS 界面中的車次窗szTagname 處于顯示狀態。其具體步驟包括：在接收指令后，先判斷顯示指令中的車組號是否大于0，當確定車組號大于0 時，可進入車次窗顯示子流程。首先，檢查當前車次窗與其他可見的車次窗是否擁有相同的車組號，如有，則發出報警提示信息并返回，以提示ATS 是否誤發數據，或是隱藏和顯示車次窗數據包的順序出錯。因為一列車不可能出現在2 個不同的地方，并且同一個車組號的命令發放順序必須是先隱藏上一個所在車次窗，然后讓新的所在車次窗可見。當車組號沒有在其他車次窗上顯示時，則檢查szTagname 車次窗是否和其他可見的車次窗重疊。如有重疊，則根據車次窗的配置內容，控制軌道區段上方的車次窗往上移，軌道區段下方的車次窗往下移，移到指定位置做好標記后，再利用組態軟件動畫鏈接中的trainWindowsvisible 變量值使其可見。

3 新技術的ATS 車次窗顯示效果

采用新技術實施ATS 車次窗顯示方法后的車次窗顯示示意如圖9 所示。在下行線路上，有2 輛列車同時占用了區段1，2 輛列車的車組號分別為180，181，從右往左行駛，180 次列車在前，181 次列車追蹤在后。在上行線路上，有2 輛列車同時占用了區段2，2 輛列車的車組號分別為182，183，從左往右行駛，182 次列車在前，183 次列車追蹤在后。由此可直觀顯示，通過本技術的ATS 車次窗顯示方法能夠解決車次窗與軌道區段位置無法對應、車次窗相互重疊和車次窗隨機混放在軌道區段上下方的問題。

圖9 新技術的ATS 車次窗顯示效果

結束語

綜上所述可知，本文提出的新技術在ATS 車次窗生成效率和顯示準確性上都有了很大地提升，可以高精度地展示高密度、短間隔列車的運行軌跡，滿足了日益增長的客運需求對列車監控系統越來越高的要求[3]，為提高監控指揮水平提供有力保障。也為未來發展展市域（郊）鐵路，優化超（特）大城市布局，打造一小時通勤圈贏得先機。