地铁综合监控人机界面设计分析

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　　摘  要：城市轨道交通是较为便捷的出行方式，地铁是轨道交通的典型代表，地铁运行缓解了城市人口出行紧张的问题，同时还能预防环境污染。地铁成为交通发展中的主要项目。地铁建设中采用综合监控的方法，确保地铁运行能够达到自动化的状态，综合监控是地铁自动化运行的核心。地铁综合监控中采用了人机界面设计的方法，这种方法可以简化综合监控的操作，人机界面设计可以做到各项功能的简洁化，工作人员在人机界面上就能快速地完成综合监控的操作，完善地铁通行的自动化。文章通过分析地铁综合监控的应用，重点探讨人机界面的相关设计。
　　关键词：地铁;综合监控;人机界面;设计
　　中图分类号：U482.1        文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）25-0105-02
　　Abstract： Urban rail transit is a more convenient way to travel， subway is a typical representative of rail transit， subway operation to alleviate the shortage of urban population travel， but also can prevent environmental pollution. Subway has become the main project in the development of transportation. The method of comprehensive monitoring is adopted in subway construction to ensure that the operation of subway can reach the state of automation. Comprehensive monitoring is the core of subway automatic operation. The method of man-machine interface design is adopted in subway comprehensive monitoring， which can simplify the operation of comprehensive monitoring， and the design of man-machine interface can simplify all functions. The staff can quickly complete the operation of comprehensive monitoring and improve the automation of subway traffic on the man-machine interface. Through the analysis of the application of subway comprehensive monitoring， this paper focuses on the related design of man-machine interface.
　　Keywords： subway; integrated monitoring; man-machine interface; design
　　隨着地铁交通的发展，地铁运行朝向自动化的方向进步，地铁通行在实现自动化的过程中离不开综合监控，综合监控承载着整个地铁工程的自动化操作，还能控制电力监控，满足地铁运行的需求。地铁综合监控中比较重要的就是人机界面设计，人机界面连接着功能和操作，工作人员通过人机界面的操作指令和按钮控制综合监控在地铁运行中的应用，规范地铁综合监控中人机界面的设计，确保综合监控人机界面的友好型及实用性。
　　1 地铁综合监控中人机界面分析
　　 地铁综合监控人机界面提供了人机交互的条件，地铁运行时需在综合监控下，地铁在实现自动化的过程中不能缺少综合监控的应用。地铁交通工程中的路线非常多，不同时刻、不同路线以及不同站点都需要经过综合协调后才能保证地铁安全的通行，现阶段地铁工程朝向多样化的方向发展，这样会增加地铁运行控制的难度，为了简化地铁综合监控控制，需设计人机界面，操作人员通过人机界面直接控制综合监控系统，进而控制地铁的运行，完善地铁的调度工作[1]。地铁综合监控系统并不是独立存在的，而是多个系统交互生成，致力于完成统一性的调度工作，例如地铁综合监控中的现场监控、通信监控、调度监控等都是同一时间进行监控的，这时就需要人机界面把这些控制功能集中起来，共享数据信息，合理应用各项信息，提高综合监控中的决策水平，同时为地铁运行提供优质的监控服务，提高地铁运行的安全性。
　　2 地铁综合监控人机界面设计要素
　　本文以地铁综合监控人机界面设计中的MAS软件为例，专门分析基于MAS软件人机界面设计的几类要素，MAS软件具备实时监控的能力，其在地铁综合监控中能够做到实时监控，维护地铁自动化的安全性，MAS软件的人机界面设计中主要有3项要素，分别是数据要素、画面要素和动画要素，具体分析如下：
　　2.1 数据要素
　　MAS软件为地铁综合监控人机界面提供了关系型的数据库，数据库内可以存储历史数据要素和实时数据要素，同时提供操作数据库的工具包，MAS软件中的DBMGR为工具包，满足数据操作的需求[2]。地铁综合监控人机界面中的数据要素设计有4种类型，分别是遥信量、遥控量、遥测量及遥调量，这4种数据要素为地铁综合监控人机界面提供了监控子系统设备运行状态的条件，实时反馈出子系统中的数据参考，包括流量、温度、湿度等，4种数据要素中，遥调量和遥控量可用于控制地铁综合监控系统的现场设备，还需设计保护措施，避免出现人员误动的情况，比如可以设计闭锁操作，预设操作时间等，实现数据要素的保护作用。人机界面设计数据要素中不能忽视子系统的数据信息，要把生成的信息规定到指定的数据组内，也可以自定义数据组，常见的数据组有自动报警组、环境监测组、设备报警组等，不同数据库负责人机界面中的不同内容，构成人机界面的数据要素。 　　2.2 画面要素
　　 人机界面设计的核心要素就是画面，画面要素反应了设计的功能，根据地铁综合监控的实际需求设计功能和画面要素，把功能和画面要素对应起来。例举人机界面设计中画面要素的设计，如：设计按钮要素，按钮与Word中的页眉很相似，按钮固定到人机界面的指定区域，按钮下对应着监控的内容，如地铁线路、地铁站名称等，按钮是人机界面的导航，用户点击按钮图标就可以浏览对应的系统，比如人机界面中可以设计导航树，导航树是由不同按钮构成的，这样可以快速的找到想要查询的功能点，也可以随时调出监控的画面，按钮上需设计下拉菜单，下拉菜单为功能画面的入口，如参数设定、密码设置、事迹浏览等，人机界面画面要素需在主系统和子系统中设计通用画面，这样才能简化人机界面的画面关系，便于学习和操作。
　　2.3 动画要素
　　 MAS软件为地铁综合监控人机界面设计的动画要素，具有标准性和统一性的特征，MAS软件提供了可操作的应用程序，比如创建图形、网络设计等，使用MAS软件中的SPAINT图形编辑器，提供了可视化的动画按钮，创建动画界面。动画要素在人机界面设计中要注意元素和应用程序的连接关系[3]，例如：人机界面中的报警设计，根据人机界面的格式要求设计出数据域，利用数据域进行报警与报警事件的对接，执行命令的发送和事件的处理，促使静态的事件程序具备动态化的特征，报警设计中的动画要素有动态要素和静态要素，动态要素设计中有输入域、输出域、图片、表达式等，这些动态要素是完成报警的重要点，促使静态要素能够具备动画效果。动画要素设计时要保证功能的准确性，不能有功能不准确的情况，以此来保障动画效果的合理性。
　　3 地铁综合监控人机界面设计内容
　　地铁综合监控中设计优质的人机界面，区分通用界面和功能，避免这两者交叉起来，以便耦合人机界面及功能，方便后期功能修改。现代地铁项目内，综合监控人机界面可以分为两种类型，一种是通用界面，一种是附带子系统的功能画面，本文主要分析这两种界面的设计内容。
　　3.1 通用界面设计
　　首先是通用界面中的报警界面设计，报警功能监督着整个综合监控系统，监视着各个系统的运行，当检测到综合监控系统中有异常情况时报警界面就会准确的显示报警信息，以语音提示为报警提醒，提示工作人员检修，一般情况下通用界面有报警提示时，界面会根据报警显示对应的背景色闪烁，颜色代表着报警的等级，也就是根据报警等级设计出不同的报警颜色，解除报警之后背景恢复到正常的绿色，此时报警信息会存储到数据库内，方便后期继续查询报警信息。
　　第二是报表界面设计，地铁综合监控系统运行时，根据设定的时间保存运行数据，数据库的保存条件是SQL查询语句，以综合监控系统的实际需求为基础在数据库内查询指定的信息，按照自定义的要求生成报表，包括工作报表、数据报表等。
　　第三是打印功能设计，综合监控系统数据库内存储的报表都是可以通过打印功能打印出来的，系统内的操作信息、报警信息也是可以从打印机上输出的。综合监控系统接入外界打印机之后直接按下打印按钮就能完成打印工作，打印功能编入到通用界面中，打印按钮要选在合适的位置，确保综合监控系统可以实现打印功能。
　　第四是通用界面中的權限管理设计，权限管理是综合监控系统中不能缺少的通用功能，权限可以限制用户登录，用户只能在自己权限范围内进行各项操作，不能在非权限条件下实行操作[4]。地铁工程中综合监控系统权限管理模块设计时，要考虑等级分配，界面中需设计出优先级用户权限、安全区用户可操作权限、打印优先级权限、修改与设置权限等，各类权限设计的直接目的就是完善通用界面的功能，保护综合监控系统的安全使用，限制用户的操作行为，避免出现错误操作。
　　3.2 功能界面设计
　　 功能界面在地铁综合监控系统内负责收集子系统的数据，执行数据采集、数据处理的命令。综合监控系统内汇集了地铁工程的运行数据，完成所有数据的梳理工作，确保数据能够存储在系统的制定位置内。功能界面实现了指令和功能的交互，两者采用网络接口、串行接口实行对接，在预订的通讯协议下完成功能交互工作。功能界面专门用于监督地铁的运行状态，监视地铁上运行设备的实际情况，一旦发现异常情况立即给出功能画面提示，比如画面闪烁、动画闪烁、声音报警等，确保工作人员能够注意到地铁综合监控系统的功能，工作人员具备解除报警的权限，工作人员根据画面提示控制地铁综合监控系统现场的运行设备，如果地铁处于非常危险的状态，工作人员则没有操作权限，这样是为了确保地铁综合监控下的运行设备能够处在自我保护的状态，以免再次发生误动或事故。
　　4 结束语
　　 地铁综合监控人机界面设计中涉及到的专业内容非常多，规划好人机界面设计为地铁综合监控提供可靠的操作条件。人机界面设计时要采取软件编写的措施，优化人机界面设计内容，确保人机界面设计能够满足地铁综合监控的需求，强调人机界面设计在地铁综合监控中的重要性。地铁综合监控人机界面设计中要以地铁功能的实际情况为主，总结地铁通行的经验并掌握其运行规律，在此基础上落实人机界面在地铁综合监控中的设计方法，这样才能提高地铁综合监控人机界面设计的水平。
　　参考文献：
　　[1]蒋文燕.有轨电车综合监控系统设计与实现[D].西南交通大学，2018.
　　[2]孟庆波，张惠敏.基于GE Proficy/HMI SCADA-iFIX的综合监控系统人机界面开发与设计[J].铁道标准设计，2013（09）：104-107+110.
　　[3]林晓伟.地铁综合监控人机界面的设计与实现[J].工业控制计算机，2010，23（12）：13-14+16.
　　[4]李中.地铁综合监控系统应用技术研究[J].城市轨道交通研究，2008（10）：44-47.
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