城軌綜合監(jiān)控系統(tǒng)用戶界面菜單層級結(jié)構(gòu)設計與實現(xiàn)

范蕊++張興波

摘 要：城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一種由多個專業(yè)子系統(tǒng)集合而成的強大的SCADA監(jiān)控系統(tǒng)，圖形用戶界面作為這些子系統(tǒng)的載體，是綜合監(jiān)控系統(tǒng)中一個非常重要的組成部分。簡要介紹城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)組成以及系統(tǒng)架構(gòu)，重點闡述車站-專業(yè)子系統(tǒng)-子菜單三層菜單結(jié)構(gòu)的設計與實現(xiàn)。

關鍵詞：城市軌道交通；綜合監(jiān)控系統(tǒng)；圖形用戶界面；菜單層

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）05-00-02

0 引 言

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一種大型的SCADA監(jiān)控系統(tǒng)。它在SCADA系統(tǒng)軟件平臺上實現(xiàn)多專業(yè)、多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、信息集成和信息共享，為城市軌道交通科學而高效的運營、組織和管理提供先進的技術手段。主要專業(yè)子系統(tǒng)包括：電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）、環(huán)境設備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、閉路電視系統(tǒng)（CCTV）、信號系統(tǒng)（SIG）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、廣播系統(tǒng)（PA）等。

圖形用戶界面作為這些子系統(tǒng)的載體，通過真實、動態(tài)、形象的組態(tài)圖形畫面，展示了現(xiàn)場設備狀態(tài)，并允許用戶對畫面進行操作，對現(xiàn)場設備發(fā)布控制命令，實現(xiàn)人機交互。

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)分為中心和車站兩級模式。中心級完成對地鐵全線數(shù)據(jù)狀態(tài)的監(jiān)視和控制，車站級實現(xiàn)對本車站或授權(quán)車站數(shù)據(jù)狀態(tài)的監(jiān)視和控制。本文以中心級綜合監(jiān)控系統(tǒng)的圖形用戶界面為例，重點闡述菜單層的設計與實現(xiàn)。

1 功能需求

（1）綜合監(jiān)控系統(tǒng)圖形用戶界面應系統(tǒng)、全面的展現(xiàn)各個互聯(lián)子專業(yè)系統(tǒng)的運行狀態(tài)或操作管理信息，滿足用戶運營調(diào)度的管理需求。菜單層呈現(xiàn)的各種信息應整潔、有序，最大程度方便調(diào)度人員的控制和管理。

（2）綜合監(jiān)控系統(tǒng)菜單層應提供清晰明了便捷的界面操作方式，從主畫面進入所需設備控制畫面的鼠標點擊次數(shù)不超過3次。

（3）綜合監(jiān)控系統(tǒng)中心級和車站級的圖形界面應具有統(tǒng)一的界面風格，以方便工作人員的系統(tǒng)培訓和維護管理。綜合監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)用戶登錄的身份識別各專業(yè)調(diào)度員或值班員的身份和具備的管理權(quán)限，并在界面上為其配置相應的菜單操作控制和管理的顯示效果。

（4）作為完整、通用的軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)，圖形用戶界面子系統(tǒng)應當提供畫面編輯功能。擁有相應管理操作權(quán)限的工作人員能夠在線對系統(tǒng)畫面進行編輯，對菜單層級各系統(tǒng)及其相應子菜單進行配置、編輯和保存，充分體現(xiàn)人機界面的友好性、靈活性。

2 界面及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設計

2.1 界面設計

綜合監(jiān)控系統(tǒng)圖形用戶界面應采用多功能區(qū)設計方案，不同信息呈現(xiàn)在不同的區(qū)域中，其中菜單選項層應當置于頂部，效果醒目，便于工作人員操作，可有效提高工作效率。界面布局由選站區(qū)、導航區(qū)、主顯示區(qū)、管理區(qū)、報警區(qū)這五個窗口區(qū)域組成，如圖1所示。本文重點闡述中心級圖形用戶界面中選站區(qū)和導航區(qū)（即菜單層）的設計與實現(xiàn)。

菜單層級的設計要體現(xiàn)系統(tǒng)性和便捷性。由于綜合監(jiān)控系統(tǒng)涉及多個專業(yè)子系統(tǒng)，每個專業(yè)又細分成若干子菜單，每個子系統(tǒng)又需要若干幅畫面來呈現(xiàn)，因此系統(tǒng)需要采用科學的分類方法，按照一定規(guī)律把全部菜單呈現(xiàn)出來，既不能遺漏，也不能重復。同時，菜單層級結(jié)構(gòu)的設計要符合用戶的操作習慣，用戶采用較少的操作步驟就可以實現(xiàn)需要的操作。

選站區(qū)由logo標志和選站線構(gòu)成。包括控制中心、車輛段和備用控制中心等，其中選站線將各車站按照實際需求連接起來。用戶通過選擇中心或不同車站，查看當前站各系統(tǒng)狀態(tài)。

導航區(qū)顯示各個專業(yè)子系統(tǒng)選項，還包括子系統(tǒng)菜單的下一級子菜單選項，但總體層級不超過3層（包含車站層）。除各專業(yè)子系統(tǒng)外，還包括工具選項，其子菜單有退出、密碼修改、用戶管理、趨勢管理等功能選項。

2.2 菜單層級界面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設計

車站與各專業(yè)子系統(tǒng)間的菜單層級關系數(shù)據(jù)存儲在本地文件中，系統(tǒng)加載時讀取并解析文件，為各中心和車站配置相應的菜單選項。

圖1 用戶界面布局結(jié)構(gòu)圖

為方便工作人員操作，增強可讀性和可理解性，菜單層的數(shù)據(jù)同樣采用三級結(jié)構(gòu)存儲。菜單文件以XML格式存儲在本地，菜單節(jié)點為

綜合監(jiān)控圖形用戶界面菜單層界面實現(xiàn)如圖3所示。菜單層界面所有選項按鈕使用Qt3中的推動按鈕Q Push Button控件實現(xiàn)，選站線使用窗口部件基類Q Frame中的Q Frame：：line實現(xiàn)。按鈕大小相等，選站線顏色相同，風格統(tǒng)一。車站按鈕及選站線顏色為深綠色（RGB： 170，170，127），為了達到醒目、清晰的效果，車站按鈕在按下時候設置為紅色（RGB：255、0、0）。

3.2 菜單層級結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)

XML格式文件中，中心級菜單層次信息存儲結(jié)構(gòu)如圖4所示，車站級結(jié)構(gòu)相似，不再贅述。