ATS 车次窗显示方法的研究

赵翠云

（卡斯柯信号有限公司，上海）

ATS（Automatic Train Supervision，列车自动监控系统）车次窗是ATS 人机界面站场图上用来表示当前运行列车信息的图形，如图1 所示，它包含有车组号、运行方向、车门状态等重要信息。除车次窗外，ATS 人机界面站场图还包含了表示轨道、信号机、道岔等信号设备的图形[1]。其中，轨道区段有车占用时用红色光带表示，锁闭时用绿色光带表示，车次窗与轨道区段光带显示一起标识出了当前的列车运行位置和列车状态，可供行车调度指挥人员准确掌握现场的列车运行情况。

图1 ATS 车次窗示意

在列车行进的过程中，轨道区段会沿着行车方向依次改变光带的显示颜色，车次窗也会随着红色占用光带的移动而移动。目前，车次窗的跟踪显示方法，主要是根据当前车辆占用的区段信息，采用一定算法计算出车次窗的位置，然后给车次窗赋予相关列车信息，最后在相应位置生成并显示所述车次窗。

但在最新的车车通信的场景下，由于实现了多列车控制，缩短了列车追踪间隔，两列车的距离比较近，前后列车极有可能运行在同一个轨道区段上，如果按照常规的车次窗位置生成显示算法，就会如图2～图4所示出现车次窗与轨道区段位置无法对应、车次窗相互重叠和车次窗随机混放在轨道区段上下方的问题。

图2 车次窗和区段占用光带无法对应示意

图3 车次窗相互重叠示意

图4 车次窗轨道区段上下方随机混放示意

为了克服上述现有技术存在的缺陷，解决在车车通信场景下更快更准确显示车次窗的问题，本文提出了一种新的在ATS 组态人机界面中显示车次窗的方法。以下将分别从ATS 车次窗的生成和显示两个方面进行具体对比阐述。

1 ATS 车次窗的生成

常规的车次窗生成方法是在现场客户端接收当前车站列车经过股道与道岔的状态字符串后，按照既定的传输协议解析状态字符串的值，构造出车次窗绘制所需的数据结构。具体流程如图5 所示。

图5 常规车次窗生成流程

本文提出的新技术方案将车次窗的生成步骤提前到站场图数据制作阶段，而不是在站场图上的列车运行时，这种预处理方式大大节省了列车运行时车次窗的生成时间，并且可以提前预览包含车次窗在内的全站布局并及时做出调整，避免了列车运行时车次窗与站场图上其他设备图形重叠的情况。

具体步骤为：首先根据车次窗模板和车次窗生成配置文件，按照区段和车次窗对应规则一次性生成全站所有位置上的车次窗；然后在全站的轨道大小布局发生部分调整时，车次窗则根据对应关系再次自动校正调整位置。具体流程如图6 所示。

图6 新技术的车次窗生成流程

其中，为满足车次窗的显示处理要求，车次窗生成模板可分为轨道上方和轨道下方两种类型。站场图上所有轨道区段上方的车次窗可按照轨道上方车次窗生成模板统一生成实例，轨道区段下方的车次窗可按照轨道下方车次窗生成模板统一生成实例。

此外，在轨道上方车次窗生成模板和轨道下方车次窗生成模板中还设置有特殊的配置项，并在配置项中设置了配置子项-偏移属性。该配置子项的设置，可实现车次窗自动向上偏移或向下偏移的属性。所述配置项配置界面如图7 所示，其中的偏移量设置即为偏移属性配置子项的设置，在实际应用中可在偏移量一栏中输入具体的偏移值，从而可控制车次窗实现所述偏移值的向上偏移或向下偏移。如果该配置项设置在轨道上方车次窗生成模板中，则控制车次窗向上偏移，可以理解的是，该车次窗生成实例位于轨道区段上方。同理，在轨道下方车次窗的生成模板中，则控制车次窗向下偏移，该车次窗生成实例必定位于轨道区段下方。同时，在车次窗生成模板的特殊配置项中还设置有配置子项-变量trainWindowsvisible，该变量值的变化直接控制了车次窗的在界面的显示与否。

图7 车次窗模板的特殊配置项

需要指出的是生成全站所有车次窗的算法与校正车次窗位置的算法需要保持一致性，这样才能保证全站车次窗最终在ATS 人机界面上的显示统一性。

2 ATS 车次窗的显示

常规车次窗显示方法比较简单，即根据前述常规车次窗生成模块得到的车次窗绘制数据不做任何逻辑处理直接在人机界面中绘图显示。

而在新技术方案中，站场图上的所有车次窗图形均已实际存在，仅仅是初始显示属性为隐藏态，即默认不显示。只有在线路上有列车运行时，ATS 现场客户端才根据接收到的车次窗信息进行具体逻辑判断，并最终利用组态软件动画链接中的trainWindowsvisible 变量值来驱动显示或者是隐藏相关车次窗。具体流程如图8 所示。

图8 新技术的车次窗显示流程

其中，客户端接收到的车次窗信息具体来自于事先定义好的接口函数，该接口函数中包括车次窗名称信息变量szTagname 和显示标识参数ullValue。车次窗名称信息变量szTagname 表示了车次窗名称，显示标识参数ullValue 即为当前车次窗的车组号[2]。ull－Value 的初始值为-1。当ullValue 为0 时，表示该车次窗处于隐藏状态，当ullValue 大于0 时，则表示该车次窗处于可见状态。

在显示标识参数为0 时，则需控制ATS 界面中的车次窗szTagname 处于隐藏状态。其具体步骤包括：在接收指令后，先判断显示指令中的车组号是否大于0，当确定车组号为0 时，可进入车次窗隐藏子流程。首先，检查该车次窗的当前显示状态，如其原先状态为隐藏状态，则无需处理，直接返回。如当前为可见状态，则需根据现有的位置标记判断该车次窗在显示时，是否因为重叠进行过移动，如有，则进行反方向相同位移移动，然后隐藏，如没有过移动，则直接利用动画链接中的train－Windowsvisible 变量值来驱动车次窗隐藏。

在显示标识参数大于0时，则需控制ATS 界面中的车次窗szTagname 处于显示状态。其具体步骤包括：在接收指令后，先判断显示指令中的车组号是否大于0，当确定车组号大于0 时，可进入车次窗显示子流程。首先，检查当前车次窗与其他可见的车次窗是否拥有相同的车组号，如有，则发出报警提示信息并返回，以提示ATS 是否误发数据，或是隐藏和显示车次窗数据包的顺序出错。因为一列车不可能出现在2 个不同的地方，并且同一个车组号的命令发放顺序必须是先隐藏上一个所在车次窗，然后让新的所在车次窗可见。当车组号没有在其他车次窗上显示时，则检查szTagname 车次窗是否和其他可见的车次窗重叠。如有重叠，则根据车次窗的配置内容，控制轨道区段上方的车次窗往上移，轨道区段下方的车次窗往下移，移到指定位置做好标记后，再利用组态软件动画链接中的trainWindowsvisible 变量值使其可见。

3 新技术的ATS 车次窗显示效果

采用新技术实施ATS 车次窗显示方法后的车次窗显示示意如图9 所示。在下行线路上，有2 辆列车同时占用了区段1，2 辆列车的车组号分别为180，181，从右往左行驶，180 次列车在前，181 次列车追踪在后。在上行线路上，有2 辆列车同时占用了区段2，2 辆列车的车组号分别为182，183，从左往右行驶，182 次列车在前，183 次列车追踪在后。由此可直观显示，通过本技术的ATS 车次窗显示方法能够解决车次窗与轨道区段位置无法对应、车次窗相互重叠和车次窗随机混放在轨道区段上下方的问题。

图9 新技术的ATS 车次窗显示效果

结束语

综上所述可知，本文提出的新技术在ATS 车次窗生成效率和显示准确性上都有了很大地提升，可以高精度地展示高密度、短间隔列车的运行轨迹，满足了日益增长的客运需求对列车监控系统越来越高的要求[3]，为提高监控指挥水平提供有力保障。也为未来发展展市域（郊）铁路，优化超（特）大城市布局，打造一小时通勤圈赢得先机。