专利名称：一种无线调车机车信号和监控系统的彩屏站场图显示方法
技术领域：
本发明涉及无线调车机车信号和监控系统，尤其是彩屏站场图的显示。
背景技术：
调车作业是铁路运输生产的重要组成部分。作业过程中调车信号主要依靠乘务员 和地面调车员观察和确认，由于天气条件、乘务员疏忽等因素，“冲(撞)、挤(岔)、脱(线)” 等事故时有发生，对运输安全构成了严重威胁。“无线调车机车信号和监控系统”(以下简称 调车监控)就是为解决以上问题发展起来的一种铁路信号控制技术，它综合了无线通信、 计算机、显示和机车控制技术，是CBTC (Communication Based TrainControl基于通信的列 车控制)和ATP (Automatic Train Protection列车超速防护)技术在调车作业领域的应 用。“作为新一代调度集中的配套技术”，重点解决专用调机在固定调车场、本务机在中间站 调车作业过程中的运行安全防护，为调车作业现代化管理提供先进、可靠的技术于段，进一 步提升铁路运输生产的安全和效率。具有以下功能(1)地面信号完整显示通过无线通道(无线电台或GSM-R无线网络)将地面调车信号、股道占用、道岔位 置信息等传到机车上，在驾驶室的车载显示器(彩屏)上以站场信号平面布置图(以下简 称站场图)的形式完整显示出来；(2)作业过程安全防护通过LKJ列车运行监控装置实现对机车的控制，实现作业过程的安全防护，从而 防止以下事故冒进关闭的信号机、超过规定速度作业、连挂作业中撞上存车或土档、挤坏 道岔等；(3)作业现场数据实时记录将作业期间的调车信号、运行速度、车速控制方式等实时信息全部保存，可进行历 史回放，用于事后的故障分析和诊断；调车监控由地面子系统和车载子系统两部分组成。地面子系统包括室内设备(地 面主机、无线通信设备和终端设备)和室外设备(应答器和无线通信天线)；车载子系统包 括彩屏、调监分机(含无线通信天线)。其中地面设备负责接收联锁信息和作业单，搜出车 列所在进路、区段和前方信号，通过无线通道发送给车载设备；车载设备收到信息后，结合 机车运行方向、速度等信息，跟踪计算车列走行位移、距前方信号(或停车点)的距离，向 LKJ列车运行监控装置发送生成的控车命令，从而实现调车作业的安全防护，防止调车作业 事故的发生。彩屏是调车监控的重要设备，安装在机车驾驶室乘务员座位(包括主驾驶座位和 副驾驶座位)的右前方(如图1是驾驶室内部俯视图)，能实时显示当前站场图、前方信号 开放状态和车列至该信号的距离、限速等信息(两个彩屏显示内容完全相同)。主乘务员坐 在主驾驶座位上观察彩屏(即主屏)，控制机车运行；副乘务员则坐在副驾驶座位上观察彩 屏(即副屏)、瞭望地面信号、观察前方和两侧，协助主乘务员完成调车作业。
彩屏装置是一个集成了液晶显示器和众多接口(CAN卡、RS232、声卡、CF卡等)的 工控一体机。软件安装在CF卡内，实现站场图形显示、数据通信、人机交互等功能。由于既 有彩屏开发较早，限于当时软件技术、显示器分别率等原因，彩屏的站场图显示程序存在以 下缺陷和不足(1)主乘务员前方站场的图形被沿逆时针方向旋转90度后显示在主屏上，副驾驶 前方站场的图形被沿顺时针方向旋转90度后显示在副屏上，以充分利用彩屏的显示范围； 如图2所示是现有的主屏显示的站场图；主屏、副屏显示内容完全相同。当新乘务员驾车 时，需经过一段时间适应调整后才能习惯前方景象与彩屏画面不一致的显示方式。具体而 言，彩屏站场图形是横向显示，而乘务员驾驶目视方向是竖直方向，因此屏幕显示和实际目 视方向是成90度的角度；对老司机而言如被调到新的车站(场)驾车，同样也需多个作业 过程后才能熟练看懂图形；(2)无当前机车图标，无法确定机车在图上或场内的具体位置，只能靠人工判断；(3)设备名称中，只显示了信号机名称，一些重要作业设施如机待线、安全线等无 显示名称；(4)站场很大、满屏显示不下时，只能分屏显示，不能平滑移动显示；有时会导致 车头部分在前一屏、车尾在后一屏，不能切换，无法看到车尾部分的画面。
发明内容
针对现有站场图存在的缺陷和问题，本发明提出一种无线调车机车信号和监控系 统的彩屏站场图显示方法，对站场图进行预处理，将图形整体(不含设备名称)逆时针方向 旋转90度(主屏用)或顺时针方向旋转90度(屏用)；预处理完成后生成两个文件主屏 站场文件和副屏站场文件，主屏和副屏运行时分别加载对应的站场文件显示站场图。更进一步的1.站场图预处理调车监控地面终端显示的站场图采用专用CAD工具绘制而成。由于彩屏主机存储 空间小、液晶显示器面积有限且需旋转显示，必须用CAD工具对原始图形进行处理，才能适 合彩屏使用。预处理主要完成以下处理(1)将图形整体(不含设备名称)逆时针方向旋转90度(主屏站场文件)或顺时 针方向旋转90度(副屏站场文件)；(2)手动调整设备名称坐标，使名称位于设备右侧且尽可能靠近，并消除名称和设 备之间的重叠；对个别设备进行适当拓扑变形，使站场图在彩屏上尽可能满屏显示；(3)剥离彩屏上不需要的数据类型，使文件尽可能小；预处理完成后生成两个文件主屏站场文件和副屏站场文件。2.加载显示站场文件彩屏软件中设有彩屏类型选择界面，可将彩屏设定为主屏或副屏，并将类型记录 到配置文件中(即默认类型)。每台彩屏都保存两个文件主屏站场文件和副屏站场文件。 当彩屏启动时则根据读取的默认彩屏类型加载对应的站场文件显示站场图形。只要类型设 置正确，无论主屏还是副屏，显示的站场图与乘务员前方看到的站场方向完全一致。加载并 显示站场图的流程如图3所示。
3.设备名称显示为使屏幕显示简明清晰，只显示如下站场(设备)类型的名称(1).允许入站的 信号(包括进站信号、从机待线进入场内的调车信号、峰尾信号等)；(2).股道-无岔区段； (3).限速道岔；(4).当前占用进路和前方锁闭进路(或后方，由手柄位置决定)的所有信 号机(名称用信号机的当前状态色红、白、兰显示)、道岔(定位、反位时名称分别用绿、 黄色显示)；(5).安全线、机待线、机务段(见图4本发明设备名称显示流程)；设备类型在 用CAD工具绘图时指定，并已保存在站场文件中。4.漫游显示功能支持漫游显示功能，即当站场很大、一屏显示不下时(1).根据计算结果将机车 图标居中显示，同时前方第一个防护点(关闭信号、限速道岔、土档、存车占用区段等)必须 显示出来；(2).当驾驶手柄向后时，根据计算结果将车尾区段居中显示，同时反向第一个 防护点(关闭信号、限速道岔、土档、存车占用区段等)必须显示出来；搬动手柄，可在车头 画面、车尾画面之间切换；并随着车列行驶平滑移动图形(见图6本发明彩屏显示的主屏站 场图)。5.机车图标在站场图上机车的当前位置处增加机车图标，图标上包括表示手柄方向的等腰三 角、应答器状态的方框(见下图)；手柄向前时三角形的顶角向上，手柄向后时三角形的顶 角向下；刷过应带器时应答器矩形闪烁，故障(故障状态由调监分机的监控程序判定并送 出)时用灰色显示，常态用绿色显示(见图5本发明机车图标)；本显示方法基本不受彩屏分别率和彩屏安装方向(水平或垂直安装)的影响，即 使分别率较低(640*480)同样能达到较好的显示效果。本发明的有益效果是(1)根据彩屏类型(主屏或副屏)在屏上旋转显示站场图，使图形与前方实际看到 的站场完全一致；(2)规范了站场图上需要显示的设备名称的类型；(3)支持漫游显示功能，即当站场很大、满屏不够显示时，可将车列居中显示，并随 着车列行驶平滑移动图形；通过操作手柄，可切换显示车头换面和车尾换面；(4)在站场图上机车当前位置处增加机车图标。
图1是驾驶室内部俯视图；图2是现有的彩屏显示的站场图；图3是本发明加载并显示站场图流程；图4是本发明设备名称显示流程；图5是本发明机车图标；图6是本发明彩屏显示的站场图(主屏)。
具体实施例方式以下结合说明书附图进一步进行说明
1.站场图预处理调车监控地面终端显示的站场图采用专用CAD工具绘制而成。由于彩屏主机存储 空间小、液晶显示器面积有限且需旋转显示，必须用CAD工具对原始图形进行处理，才能适 合彩屏使用。预处理主要完成以下处理(1)将图形整体(不含设备名称)逆时针方向旋转90度(主屏站场文件)或顺时 针方向旋转90度(副屏站场文件)；(2)手动调整设备名称坐标，使名称位于设备右侧且尽可能靠近，并消除名称和设 备之间的重叠；对个别设备进行适当拓扑变形，使站场图在彩屏上尽可能满屏显示；(3)剥离彩屏上不需要的数据类型，使文件尽可能小；预处理完成后生成两个文件主屏站场文件和副屏站场文件。2.加载显示站场文件彩屏软件中设有彩屏类型选择界面，可将彩屏设定为主屏或副屏，并将类型记录 到配置文件中(即默认类型)。每台彩屏都保存两个文件主屏和副屏站场文件。当彩屏启 动时则根据读取的默认彩屏类型加载对应的站场文件显示站场图形。只要类型设置正确， 无论主屏还是副屏，显示的站场图与乘务员前方看到的站场方向完全一致。处理逻辑加载 并显示站场图流程如图3所示。3.设备名称显示为使屏幕显示简明清晰，只显示如下站场(设备)类型的名称(1).允许入站的 信号(包括进站信号、从机待线进入场内的调车信号、峰尾信号)；(2).股道-无岔区段; (3).限速道岔；(4).当前占用进路和前方锁闭进路(或后方，由手柄位置决定)所有信号 机(名称用信号机的当前状态色红、白、兰显示)、道岔(定位、反位时名称分别用绿、黄 色显示)；(5).安全线、机待线、机务段(见图4本发明设备名称显示流程)；设备类型在用 CAD工具绘图时指定，并保存在站场文件中。4.漫游显示功能支持漫游显示功能，即当站场很大、一屏显示不下时(1).根据计算结果将机车 图标居中显示，同时前方第一个防护点(关闭信号、限速道岔、土档、存车占用区段等)必须 显示出来；(2)当驾驶手柄向后时，根据计算结果将车尾区段居中显示，同时反向第一个防 护点(关闭信号、限速道岔、土档、存车占用区段等)必须显示出来；搬动手柄，可在车头画 面、车尾画面之间切换；并随着车列行驶平滑移动图形(见图6本发明彩屏显示的主屏站场 图)。5.机车图标在站场图上机车的当前位置处增加机车图标，图标上包括表示手柄方向的等腰三 角、应答器状态的方框(见下图)；手柄向前时三角形的顶角向上，手柄向后时三角形的顶 角向下；刷过应带器时应答器矩形闪烁，故障(故障状态由调监分机的监控程序判定并送 出)时用灰色显示，常态用绿色显示(见图5本发明机车图标)；本显示方法基本不受彩屏分别率和彩屏安装方向(水平或垂直安装)的影响，即 使分别率较低(640*480)同样能达到较好的显示效果。
权利要求
一种无线调车机车信号和监控系统的彩屏站场图显示方法，其特征在于，对站场图进行预处理，将不含设备名称的图形整体以逆时针方向旋转90度或顺时针方向旋转90度；预处理完成后生成主屏站场文件和副屏站场文件；主屏和副屏运行时分别加载对应的站场文件显示站场图。
2.根据权利要求1所述的无线调车机车信号和监控系统的彩屏站场图显示方法，其特 征在于，对站场图预处理步骤中，调整设备名称坐标，使名称位于设备右侧且尽可能靠近， 并消除名称和设备之间的重叠；对个别设备进行适当拓扑变形，使站场图在彩屏上尽可能 满屏显示；剥离彩屏上不需要的数据类型，使文件尽可能小。
3.根据权利要求1所述的无线调车机车信号和监控系统的彩屏站场图显示方法，其 特征在于，当站场很大、一屏显示不下时，支持漫游显示功能；将根据计算结果将机车图标 居中显示，同时前方第一个防护点显示出来；当驾驶手柄向后时，将根据计算结果将车尾区 段居中显示，同时反向第一个防护点显示出来；搬动手柄，在车头画面、车尾画面之间切换； 并随着车列行驶平滑移动图形。
4.根据权利要求1所述的无线调车机车信号和监控系统的彩屏站场图显示方法，其特 征在于，在站场图上机车的当前位置处设定机车图标，图标上包括表示手柄方向的等腰三 角、应答器状态的方框；手柄向前时三角形的顶角向上，手柄向后时三角形的顶角向下。
全文摘要
本发明涉及一种无线调车机车信号和监控系统的彩屏站场图显示方法，对站场图进行预处理，将不含设备名称的图形整体以逆时针方向旋转90度或顺时针方向旋转90度；预处理完成后分别生成主屏站场文件和副屏站场文件；主屏和副屏运行时分别加载对应的站场文件显示站场图。本发明的有益效果是根据彩屏类型(主屏或副屏)在屏上旋转显示站场图，使图形与前方实际看到的站场完全一致；规范了站场图上需要显示的设备名称的类型；支持漫游显示功能，即当站场很大、满屏不够显示时，可将车列居中显示，并随着车列行驶平滑移动图形；通过操作手柄，可切换显示车头换面和车尾换面；在站场图上机车当前位置处增加机车图标。
文档编号G09G5/14GK101882433SQ201010210720
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者叶斌, 张立都, 杨云国 申请人:上海铁大电信设备有限公司