一种支持多协议的发车指示器设计

王飞杰 白中英

(北京邮电大学计算机学院,100876,北京∥第一作者,博士、高级工程师)

一种支持多协议的发车指示器设计

王飞杰 白中英

(北京邮电大学计算机学院,100876,北京∥第一作者,博士、高级工程师)

发车指示器是地铁运营的辅助设备,是司机行车的重要依据之一。发车指示器主要是从列车自动监控(ATS)子系统接收发车时刻、扣车等相关行车信息后在显示屏上根据用户需求进行相应的显示。目前发车指示器系统和A TS子系统的通信接口协议主要有串口(RS232/RS422/RS485)、标准的 TCP/IP 网络、Modbus、Profibus。提出了一种支持多协议的发车指示器,并介绍了该设备的结构、接口、功能及软件架构。

发车指示器;多协议;功能;接口;软件结构

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

发车指示器是司机行车的重要依据之一。发车指示器通过串口、标准 TCP/IP网络、Modbus、Profibus等不同接口,从列车自动监控(ATS)子系统接收列车运行信息和调度信息,并根据列车的运行时间和进出站控制信息,自动生成显示地址和显示内容,再根据显示地址选择显示对象。本文提出了一种支持多协议的发车指示器的设计思想。

1 结构和接口

发车计时器由车站引导控制计算机、室外发车表示器组成。在各站,车站引导控制计算机与ATS子系统接口,可以实现不同协议接口与ATS子系统的信息交换。车站引导控制计算机通过 RS485串口与发车计时器接口,可对该控制区域内多套发车计时器进行控制。系统配置如图1所示。

图1 设备组成图

该设备配置图是典型车站的设备配置。车站引导控制计算机(SCC)与发车计时器采用的RS485总线连接方式,如图2。

图2 SCC与发车计时器连接方式

发车指示器系统(DTI)供电采用单相3芯AC 220 V供电方式。其端子定义如表1。

表1 供电方式端子定义表

SCC与ATS为双冗余接口,这样在一条链路故障时,另外一条链路可以无扰切换工作。

2 功能描述

2.1 系统功能

DTI中SCC从ATS子系统接收相关发车计时器显示的内容信息,经DTI专用控制软件处理后将数据在相应的发车计时器显示,同时将相应的发车计时器的故障报警信息发送给ATS子系统。

其中发车计时器分为站停计时区和发车指示区两大功能显示区,即列车停站时间显示和发车信号显示。这两大功能显示区可根据项目需求单独显示或组合显示。本发车计时器最大可显示三位数字和相应的信号显示。

以下为显示功能:

1)在前列车出发后至下列车到站停稳前发车计时器处于熄灭(无显示)状态。

2)当列车进站并停稳时,DTI从ATS子系统接收到当前进站列车的站停时间(0～999 s)并以红色于站停计时区显示该站停时间,同时以秒为单位开始倒计时。在倒计时期间,发车指示区无显示。

3)在倒计时到“00”时,发车指示区以白色显示“发车”字符信息。

4)在倒计时到“00”时,如果列车未出发,站停计时区开始以绿色显示正计时时间,同时发车指示区以白色显示“发车”字符信息。

5)当倒计时到“999”时,如果仍未接到“关闭显示/列车出发”信息,站停计时区继续以绿色显示从“0”开始正计时时间,同时发车指示区以白色显示“发车”字符信息。

6)当列车出发即DTI接到“关闭显示/列车出发”信息,发车计时器全部关闭显示。

7)发车计时器还可以对“扣车”、“提前发车”、“跳停”信息进行相应显示,具体如下:

①DTI接收到“扣车”信息,发车计时器站停计时区以白色显示“扣车”字符信息。

②DTI接收到“取消扣车”信息后,ATS将会提供关于该变化的信息。如果“扣车”取消在列车时刻表既定的发车时间之后,ATS会提供与当前时间相符的发车时间,计时显示区以“000”显示;在发车指示区以白色显示“发车”二字,如果“扣车”取消在列车时刻表既定的发车时间之前,ATS将会提供当前时刻表制定的发车时间,并照常显示在计时显示区域。列车出发后发车计时器熄灭。

③DTI在任意时刻接收到“提前发车”信息,发车计时器站停计时区显示“0”,同时发车指示区以白色显示“发车”字符信息。

④DTI接收到“跳停”信息,发车计时器站停计时区显示“0”,同时发车指示区以白色显示“跳停”字符信息。

⑤DTI在任意时刻接收到“关闭显示或列车出发”信息,发车计时器全部关闭显示。

2.2 车站引导控制计算机功能

车站引导控制计算机使用基于Windows的人机界面开发应用软件。

应用软件分为两种显示控制模式:自动生成显示内容控制和人工置入显示内容控制。软件平常工作在自动生成显示内容控制模式。在此工作模式下,车站引导控制计算机从ATS室内工作站接收列车运行信息和调度信息,并根据列车的运行时间和进出站控制信息,自动生成显示地址和显示内容,再根据显示地址选择显示对象;同时接收显示对象送出的应答信息(应答信息包括显示屏的工作状态、显示内容、故障信息等内容),并将这些内容回送给ATS室内工作站。

人工置入显示内容控制模式通过车站引导控制计算机完成,通过子屏选择显示对象,通过下拉菜单选择预置的显示内容,也可以编制新的显示内容,并将新编制的内容纳入予置显示菜单。

SCC从ATS子系统接收有关发车显示器显示的内容信息,经处理后将数据在相应的发车显示器上显示。

3 软件结构

支持多协议的发车指示器系统的软件结构如图3。

相应的模块功能简单描述如下:

串口接口模块功能——通过 RS232、RS422、RS485协议从ATS子系统获取信息;

Modbus接口模块功能——通过Modbus协议从ATS子系统获取信息;

图3 软件结构图

TCP/IP接口模块功能——通过标准的TCP/IP协议从ATS子系统获取信息;

Profibus接口模块功能——通过Profibus协议从ATS子系统获取信息;

信息管理功能——作为各个模块信息交互的服务中转站,管理各个模块之间信息转发;

协议转换模块功能——解析不同协议接口获取的ATS信息,然后转换为内部的信息格式;

逻辑处理模块功能——通过信息管理模块接收协议转换模块的信息,进行逻辑处理,生成相应的控制室外发车指示器的指令给显示控制模块;

显示控制模块功能——和室外发车指示器接口,控制室外发车指示器的显示。

[1]中华人民共和国铁道部.铁路运输调度规则[M].北京:中国铁道出版社,2000.

[2]GB 50157—2003 地铁设计规范[S].

[3]张国宝.城市轨道交通运输组织[M].北京:中国铁道出版社,2000.

[4]莱斯布里奇,拉格尼.面向对象软件工程[M].北京:机械工业出版社,2003.

[5]张国宝.城市轨道交通运营组织[M].上海:上海科学技术出版社,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)