一種支持多協(xié)議的發(fā)車指示器設計

王飛杰 白中英

(北京郵電大學計算機學院,100876,北京∥第一作者,博士、高級工程師)

一種支持多協(xié)議的發(fā)車指示器設計

王飛杰 白中英

(北京郵電大學計算機學院,100876,北京∥第一作者,博士、高級工程師)

發(fā)車指示器是地鐵運營的輔助設備,是司機行車的重要依據之一。發(fā)車指示器主要是從列車自動監(jiān)控(ATS)子系統(tǒng)接收發(fā)車時刻、扣車等相關行車信息后在顯示屏上根據用戶需求進行相應的顯示。目前發(fā)車指示器系統(tǒng)和A TS子系統(tǒng)的通信接口協(xié)議主要有串口(RS232/RS422/RS485)、標準的 TCP/IP 網絡、Modbus、Profibus。提出了一種支持多協(xié)議的發(fā)車指示器,并介紹了該設備的結構、接口、功能及軟件架構。

發(fā)車指示器;多協(xié)議;功能;接口;軟件結構

First-author's addressSchool of Computer Science,Beijing University of Posts and Telecommunications,100876,Beijing,China

發(fā)車指示器是司機行車的重要依據之一。發(fā)車指示器通過串口、標準 TCP/IP網絡、Modbus、Profibus等不同接口,從列車自動監(jiān)控(ATS)子系統(tǒng)接收列車運行信息和調度信息,并根據列車的運行時間和進出站控制信息,自動生成顯示地址和顯示內容,再根據顯示地址選擇顯示對象。本文提出了一種支持多協(xié)議的發(fā)車指示器的設計思想。

1 結構和接口

發(fā)車計時器由車站引導控制計算機、室外發(fā)車表示器組成。在各站,車站引導控制計算機與ATS子系統(tǒng)接口,可以實現(xiàn)不同協(xié)議接口與ATS子系統(tǒng)的信息交換。車站引導控制計算機通過 RS485串口與發(fā)車計時器接口,可對該控制區(qū)域內多套發(fā)車計時器進行控制。系統(tǒng)配置如圖1所示。

圖1 設備組成圖

該設備配置圖是典型車站的設備配置。車站引導控制計算機(SCC)與發(fā)車計時器采用的RS485總線連接方式,如圖2。

圖2 SCC與發(fā)車計時器連接方式

發(fā)車指示器系統(tǒng)(DTI)供電采用單相3芯AC 220 V供電方式。其端子定義如表1。

表1 供電方式端子定義表

SCC與ATS為雙冗余接口,這樣在一條鏈路故障時,另外一條鏈路可以無擾切換工作。

2 功能描述

2.1 系統(tǒng)功能

DTI中SCC從ATS子系統(tǒng)接收相關發(fā)車計時器顯示的內容信息,經DTI專用控制軟件處理后將數(shù)據在相應的發(fā)車計時器顯示,同時將相應的發(fā)車計時器的故障報警信息發(fā)送給ATS子系統(tǒng)。

其中發(fā)車計時器分為站停計時區(qū)和發(fā)車指示區(qū)兩大功能顯示區(qū),即列車停站時間顯示和發(fā)車信號顯示。這兩大功能顯示區(qū)可根據項目需求單獨顯示或組合顯示。本發(fā)車計時器最大可顯示三位數(shù)字和相應的信號顯示。

以下為顯示功能:

1)在前列車出發(fā)后至下列車到站停穩(wěn)前發(fā)車計時器處于熄滅(無顯示)狀態(tài)。

2)當列車進站并停穩(wěn)時,DTI從ATS子系統(tǒng)接收到當前進站列車的站停時間(0～999 s)并以紅色于站停計時區(qū)顯示該站停時間,同時以秒為單位開始倒計時。在倒計時期間,發(fā)車指示區(qū)無顯示。

3)在倒計時到“00”時,發(fā)車指示區(qū)以白色顯示“發(fā)車”字符信息。

4)在倒計時到“00”時,如果列車未出發(fā),站停計時區(qū)開始以綠色顯示正計時時間,同時發(fā)車指示區(qū)以白色顯示“發(fā)車”字符信息。

5)當?shù)褂嫊r到“999”時,如果仍未接到“關閉顯示/列車出發(fā)”信息,站停計時區(qū)繼續(xù)以綠色顯示從“0”開始正計時時間,同時發(fā)車指示區(qū)以白色顯示“發(fā)車”字符信息。

6)當列車出發(fā)即DTI接到“關閉顯示/列車出發(fā)”信息,發(fā)車計時器全部關閉顯示。

7)發(fā)車計時器還可以對“扣車”、“提前發(fā)車”、“跳?！毙畔⑦M行相應顯示,具體如下:

①DTI接收到“扣車”信息,發(fā)車計時器站停計時區(qū)以白色顯示“扣車”字符信息。

②DTI接收到“取消扣車”信息后,ATS將會提供關于該變化的信息。如果“扣車”取消在列車時刻表既定的發(fā)車時間之后,ATS會提供與當前時間相符的發(fā)車時間,計時顯示區(qū)以“000”顯示;在發(fā)車指示區(qū)以白色顯示“發(fā)車”二字,如果“扣車”取消在列車時刻表既定的發(fā)車時間之前,ATS將會提供當前時刻表制定的發(fā)車時間,并照常顯示在計時顯示區(qū)域。列車出發(fā)后發(fā)車計時器熄滅。

③DTI在任意時刻接收到“提前發(fā)車”信息,發(fā)車計時器站停計時區(qū)顯示“0”,同時發(fā)車指示區(qū)以白色顯示“發(fā)車”字符信息。

④DTI接收到“跳?！毙畔?發(fā)車計時器站停計時區(qū)顯示“0”,同時發(fā)車指示區(qū)以白色顯示“跳?！弊址畔ⅰ?/p>

⑤DTI在任意時刻接收到“關閉顯示或列車出發(fā)”信息,發(fā)車計時器全部關閉顯示。

2.2 車站引導控制計算機功能

車站引導控制計算機使用基于Windows的人機界面開發(fā)應用軟件。

應用軟件分為兩種顯示控制模式:自動生成顯示內容控制和人工置入顯示內容控制。軟件平常工作在自動生成顯示內容控制模式。在此工作模式下,車站引導控制計算機從ATS室內工作站接收列車運行信息和調度信息,并根據列車的運行時間和進出站控制信息,自動生成顯示地址和顯示內容,再根據顯示地址選擇顯示對象;同時接收顯示對象送出的應答信息(應答信息包括顯示屏的工作狀態(tài)、顯示內容、故障信息等內容),并將這些內容回送給ATS室內工作站。

人工置入顯示內容控制模式通過車站引導控制計算機完成,通過子屏選擇顯示對象,通過下拉菜單選擇預置的顯示內容,也可以編制新的顯示內容,并將新編制的內容納入予置顯示菜單。

SCC從ATS子系統(tǒng)接收有關發(fā)車顯示器顯示的內容信息,經處理后將數(shù)據在相應的發(fā)車顯示器上顯示。

3 軟件結構

支持多協(xié)議的發(fā)車指示器系統(tǒng)的軟件結構如圖3。

相應的模塊功能簡單描述如下:

串口接口模塊功能——通過 RS232、RS422、RS485協(xié)議從ATS子系統(tǒng)獲取信息;

Modbus接口模塊功能——通過Modbus協(xié)議從ATS子系統(tǒng)獲取信息;

圖3 軟件結構圖

TCP/IP接口模塊功能——通過標準的TCP/IP協(xié)議從ATS子系統(tǒng)獲取信息;

Profibus接口模塊功能——通過Profibus協(xié)議從ATS子系統(tǒng)獲取信息;

信息管理功能——作為各個模塊信息交互的服務中轉站,管理各個模塊之間信息轉發(fā);

協(xié)議轉換模塊功能——解析不同協(xié)議接口獲取的ATS信息,然后轉換為內部的信息格式;

邏輯處理模塊功能——通過信息管理模塊接收協(xié)議轉換模塊的信息,進行邏輯處理,生成相應的控制室外發(fā)車指示器的指令給顯示控制模塊;

顯示控制模塊功能——和室外發(fā)車指示器接口,控制室外發(fā)車指示器的顯示。

[1]中華人民共和國鐵道部.鐵路運輸調度規(guī)則[M].北京:中國鐵道出版社,2000.

[2]GB 50157—2003 地鐵設計規(guī)范[S].

[3]張國寶.城市軌道交通運輸組織[M].北京:中國鐵道出版社,2000.

[4]萊斯布里奇,拉格尼.面向對象軟件工程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.

[5]張國寶.城市軌道交通運營組織[M].上海:上?？茖W技術出版社,2006.

Design of Multi-protocol Departure Time Indication Supporting System

Wang Feijie,Bai Zhongying

Departure time indication system(DTI)is one of the assisting systems of metro that the driver must rely on.It accepts the departure time and train hold information from automatic train control(ATS)and displays relevant information on liquid crysted display(LCD)based on user's requirements.Currently,there are serial(RS 232/RS 422/RS 485),standard TCP/IP,Modbus,Profibus protocols between DTI and ATS.This paper presents a DTI system which supports the multi-protocol,and introduces the structure,interface,functions and software structure of this system.

departure time indication system;multi-protocol;system function;interface;software structure

U 260.5:U 266.2

2009-12-07)