新型国外高铁信息娱乐系统HMI的设计实现

摘要：传统的旅客信息系统主机已经难以满足日益发展的国外高铁运营需求，因此，本文基于西班牙F070高铁项目，介绍了一种新型信息娱乐系统的人机交互接口设计，采用基于海思平台的控制器，能够充分考虑用户的需求和使用习惯，完成线路信息、服务呼叫、显示控制、多媒体、座位信息和监控维护功能，最终实现F070高铁信息娱乐系统的系统调度和控制功能，从而有效满足国外高铁的运营需求。

关键词：人机交互接口；F070高铁；信息娱乐系统；设计

旅客信息系统主要为高铁列车用户提供出行服务，人机交互接口 （HMI， Human Machine Interface） 作为高铁列车旅客信息系统的系统控制器[1]，主要具有如下功能：

①信息显示。通过控制车内外信息显示器完成行车线路的信息显示。

②自动报站。通过控制车内语音广播完成对站点线路信息的提示。

③内部通讯。通过控制车内电话和报警器等通信设备完成车内通讯联络功能。

④系统间通讯。通过MVB或CAN总线方式完成与列车网络系统之间的信息交互。

⑤娱乐控制。通过控制车内电视和扬声器实现视频、音乐等娱乐节目的播放。

此外，国内高铁旅客信息系统主机和娱乐系统主机一般采用分离设计，以满足独立设计以及对旅客信息系统和娱乐系统的稳定性需求。

基于用户与人文习惯，海外高铁项目在旅客信息系统设计要求与国内高铁存在较大差异。西班牙F070高铁作为西班牙高铁市场创新项目之一，与传统的旅客信息系统相比，采用的新型信息娱乐系统主机具有如下功能：

①海思平台设计。采用国产化海思3536作为主控芯片，避免出口海外产品的芯片限制和专利问题。

②信息显示。增加了多样化的内外显显示方式和控制模式。

③服务呼叫。提供了类似航空领域的乘客乘车服务呼叫功能[2]。

④多媒体功能。提供了多样化的音视频播放服务功能。

⑤座位信息显示。提供了列车座位号的自由编辑与显示控制功能。

⑥多语言选择。提供了HMI界面的英语、法语和西班牙语三种语言的显示以及对内外显和客室电视等终端设备显示不同语言的控制模式。

一、HMI的组成和功能

（一）系统架构与外部接口

F070项目信息娱乐系统由视频点播系统和旅客信息系统组成。

旅客信息系统由系统控制器（HMI屏）、内外显、车号显示器和客室电视组成，具备内外显显示功能，与TCMS系统、PA系统、座位系统、地面控制系统和视频点播系统的交互通信。视频点播系统由媒体服务器与娱乐终端组成，用于为列车上的乘客提供视频点播、娱乐、资讯服务等多种功能。其中，媒体服务器通过以太网接入骨干网，需要同时支持视频娱乐终端、手机、PAD、电脑等多种终端的接入。

系统控制器HMI作为信息娱乐系统的控制核心，与其他设备之间通过以太网总线连接，其负责协同视频点播系统与旅客信息系统交互，以完成整体的调度和控制功能，其通信拓扑如图1所示。

①列车控制管理系统（TCMS）：HMI接收TCMS的数据，用于行车信息管理和旅客信息服务，还可以将信息娱乐系统内部的设备诊断信息发送给TCMS，用于设备状态查询和故障诊断。TCMS与HMI之间通过以太网接口完成数据交互。

②公共广播系统（PA）：HMI将线路报站所需音频信息和乘务员服务音频信息以数字音频流的方式發送给PA系统，再以数字音频方式完成声音的播放。

③地面控制系统（On-Board Platform）：HMI接收地面控制系统发送文本给内显进行显示；接收地面控制系统发送图片和视频信息给客室电视显示。

④座位显示系统（Seat System）：通过读取用户传输到HMI中的座位信息配置文件，HMI将配置信息传送给座位显示系统，从而完成对不同车型不同车厢座位信息显示器的控制。

⑤媒体服务器：媒体服务器内搭建MQTT通信的服务器，HMI作为MQTT服务器的客户端，需要连接媒体服务器完成与其他MQTT客户端的信息交互。

⑥信息显示子系统：控制客室电视显示温度、速度和厕所服务等相关服务类信息；控制车内显示器显示车厢号、车次、区间和下一站等线路信息和禁烟等服务信息；控制车外显示器显示车次、车厢号、当前站、终点站和中途站信息；控制娱乐终端和手机移动端显示HMI发送的线路信息和服务类信息。

（二）HMI的功能

HMI作为信息娱乐系统的中央控制单元，需要实现对旅客信息系统的管理和控制功能以及对娱乐信息的管理功能。主要功能如下：

1.行车管理：根据TCMS发送的门信号、GPS坐标、列车行进方向、列车速度等信息，可以触发相应的语音播报和显示屏显示功能，起到引导乘客的作用，完成旅客信息系统的基本功能。

2.服务呼叫：乘客可以通过座椅后背娱乐终端发起服务呼叫，HMI接收服务呼叫指令后，在HMI界面上显示座位号和呼叫提示，以便乘务员及时为乘客提供服务。

3.文本与显示控制：HMI可以实现对内外显和客室电视的文字滚动速度、显示亮度和显示语言的控制，并实现对不同车厢显示 不同文本信息的控制功能。

4.多媒体功能：HMI可以满足对不同车厢播放不同音视频的播放需求，并可按车厢等级类型进行分类播放。

5.座位显示功能：HMI可以实现显示不同车型不同车厢的座位信息的控制功能，还可以在HMI界面上实现对座位信息的实时编辑。

二、HMI的硬件设计

HMI基于海思平台设计为一体机式结构，采用“10.1”标准LCD显示屏，USB接口在前面板，DB9调试口、M12网口和电源口在面板下部。主要包括以下模块：

①电源转换模块：采用DC110V-DC24V电源模块，再由24V转化为12V、5V、3.3V、-12V。

②底板接口模块：底板为载板，主要是对外提供各种接口，包括USB接口、网口、DB9串行总线接口和LVDS输出口。其中，USB接口用于用户更新资源类文件，网口用于外部通信，DB9口用于系统调试，LVDS口用于连接LCD显示屏输出图像画面。

③核心板模块：核心板采用基于Hisi芯片的CPU集成电路，完成对外围设备的控制功能。

④显示屏模块：采用“10.1”用 TFT-LCD显示屏，触摸屏采用光学全贴合方式。

三、HMI的软件设计

（一）系统环境和开发平台

HMI采用Hisi3536 CPU芯片，基于CortexA17四核操作系统，驱动接口丰富，运行效率高，性能稳定，能够提供优质的视频和图像质量[3]，也能够避免windows系统带来的病毒问题和海外产品可能引发的芯片限制和专利等问题。

应用软件采用QT开发。在Linux操作系统下，QT具备良好的可重用性，开发效率高，基于QML的框架可以快速搭建友好的人机交互界面。同时，QT具备优良的跨平台特性，代码移植效率高，可以避免后期平台迁移带来的兼容性问题[4]。

（二）软件模块化设计

HMI的软件采用模块化的开发模式，能够有效提高软件开发效率，增强软件的稳定性、可读性和易维护性。软件共分为4层，自上而下进行调用，如图2所示。在模块内部实现对应的功能，并对外开放公有接口。

①QT运行库：QT提供了丰富的功能类库和人性化的接口封装。在QT运行库的基础上进行开发，可以提高开发效率，缩短开发周期并保证软件质量。

②协议分析层：包括TCMS通信模块、MQTT通信模块、座位信息模块、PA系统通信模块、车内外显示模块、音视频播放模块和地面控制平台通信模块。协议通信模块用于与外围设备进行接口通信和数据收发的协议解析。

③逻辑处理层：包含自动报站、座位信息配置、行程管理、多媒体配置、车内外显示和日志记录六个逻辑功能模块。逻辑处理层是一个中间层，需要接收来自界面的控制命令完成对外围设备的控制，同时连接并处理不同通信模块之间的逻辑关系，将相应的处理结果上传到QML人机交互层。

④QML人機交互层：人机操作界面，能够识别用户的操作，产生相应的控制命令，还可以显示相关的设备状态信息和用户信息。

四、HMI的优化提升

（一）基于MQTT的通信服务

目前，国内高铁旅客信息系统主机均作为所有设备的服务器，外围子设备作为客户端连接旅客信息系统主机以获取数据信息和控制命令，通讯方式以TCP或UDP为主。然而，此种工作模式导致旅客信息系统主机负载繁重，客户端连接数量多、通信流量大且稳定性差。

MQTT是一种基于发布/订阅模式的轻量级协议，该协议构建于TCP/IP协议之上，其最大优点在于可以使用极少的代码和有限的带宽为连接远程设备提供实时可靠的消息服务[5]。

F070项目信息娱乐系统采用媒体服务器作为MQTT的服务代理，HMI作为发布者，只需要将子设备所需的消息发布出去，外围子设备再根据自身需求选择订阅不同的主题消息即可。此种工作模式减轻了HMI作为服务器时的连接数量处理，并方便对外围设备进行数量和功能需求扩展。当外围设备增加时，只需要修改外围设备，HMI主机则只需要微小的改动甚至不需要改动，进一步保证了系统的稳定性。

（二）乘客服务呼叫

目前，国内高铁仅为一等座或商务座配置相应的娱乐平板，并且娱乐平板仅用于提供音视频播放等娱乐功能，无法实现与乘务员室的信息互动[6]。而旅客信息系统的控制主机一般只实现基本的车内外显示和自动报站功能，也无法提供服务呼叫提示功能，只能靠乘务员人工轮询各个车厢来为乘客提供服务，大大降低了乘务员提供服务的效率和乘客的乘车体验。

F070项目的信息娱乐系统HMI安装在乘务员室，娱乐终端屏安装在各车厢乘客座椅后，用户可以通过点击每个娱乐终端界面上的服务器呼叫按钮发起呼叫。HMI接收娱乐终端发送的呼叫命令并将用户的座位号显示在界面上，从而提醒乘务员及时为乘客提供服务。主要功能如下：

①座位号显示功能：显示乘客呼叫的车厢号与座位号，以便乘务员及时定位乘客位置，尽快响应乘客的服务请求。

②服务呼叫开关功能：乘务员可以通过HMI开启和禁用服务呼叫。当乘务员离开时，可以通过禁用方式告诉乘客当前暂时不能提供服务。

③整车响应请求：当发起呼叫请求的用户分散在多个车厢时，乘务员可以通过整车响应按钮响应乘客请求，然后分别去不同车厢进行服务。

④按车厢响应请求：当发起服务呼叫请求的用户集中于1个车厢时，可以通过按车厢响应按钮响应该车厢的乘客请求，然后针对此车厢进行服务。

⑤按单个座位响应请求：当个别用户发起呼叫请求时，乘务员可以根据单个用户进行请求响应，然后针对该用户进行服务，此功能多用于商务舱和一等座。

⑥重置功能：当列车到达终点站时，对全列娱乐终端的功能进行重置初始化，防止乘客和乘务员产生不必要的误解。同时，当服务呼叫的功能发生异常时，使用此功能进行重置，让HMI和娱乐终端回归初始状态，使功能回归正常。

⑦座位号自适应：当列车的行驶方向发生变化后，乘客娱乐终端所代表的座位号也会发生变化，通过在HMI中预录不同行车方向的座位号，HMI将自动显示对应方向的座位号，从而实现列车上下行时自适应座位号显示功能。

（三）分车厢控制应用

当前，国内高铁旅客信息系统和娱乐功能相对单一，通常只向不同车厢内的信息显示器和客室电视提供统一的服务文本和视频内容，灵活性和体验性较差[7]。

而在F070项目的信息娱乐系统中，HMI提供了单车厢文本信息控制和单车厢音视频控制功能。乘务员可以通过HMI界面选择不同车厢播放各自的文本滚动信息和音视频。此外，HMI还提供了按车厢类型控制的功能，包括旅游车厢、商务车厢和餐车，乘务员可以根据不同的车厢类型来控制相应的文本显示和音视频播放，从而为不同车厢的乘客提供不同的乘车服务体验。

（四）座位系统自适应

F070项目要求对于不同车型的座位系统提供不同的座位指示效果，座位显示的效果包括车厢号、座位号、是否靠窗、文本是否滚动和座位号是否需要闪烁。

不同的车型代表着不同车厢具有不同的座位设备数量和显示要求。为了确保对不同车型的兼容性，本系统设计了一个配置文件，包含不同车型的不同要求，用户可以提前在地面配置不同车型的座位号和显示要求，然后将其导入HMI设备。HMI通过接收TCMS发送的列车类型，自动选择读取相应车型的座位号，从而自动控制不同的座位显示效果。

同时，系统还为乘务员预留了任意修改座位号的功能，当发现座位号显示不对或者需要调整座位显示效果时，乘务员可以及时修正座位显示数据。

（五）餐车屏视频控制

在餐车上，F070项目为乘客提供了3合1显示屏videowall，在国内外高铁上为首次应用，能够为乘客提供更加人性化的乘车体验。HMI可以控制videowall进行整屏视频播放或分3个画面播放不同的视频，同时支持3路1920*1080P的视频播放，或支持1路3840*1080的视频播放。

（六）显示屏参数控制

为了灵活控制车内外显示设备，HMI设计融合了不同显示屏的参数控制功能。

①文本滚动速度：HMI可以控制外显、内显和客室电视文字，使文本以不同的速度滚动。

②亮度设置：HMI可以调节外显、内显和客室电视的不同亮度值，还可以打开或关闭不同设备的自动感光功能。

③语言控制：HMI可以自由控制终端设备显示不同语言的文本信息，以满足不同国家的使用需求。

④时区控制：为了保证对不同时区的兼容性，HMI在接收列车网络时总是以接收零时区作为基准，然后通过图13所示时区操作按钮自由调节时区。

五、结束语

西班牙F070高铁信息娱乐系统采用了新型HMI设计，在满足高铁旅客信息基础应用需求的前提下，提供了智能化、个性化和人性化的服务功能。通过MQTT服务搭建稳定可靠且易于扩展的通信架构；通过设计服务呼叫功能完成乘务员与乘客之间的服务交互；通过提供单节车厢和按车厢类型分类的文本与音视频控制来为不同用户提供不同的乘车体验；通过餐车3合1融合屏实现个性化的大屏显示效果；通过精细化控制完成对不同设备的滚动速度、亮度和语言的控制。新型HMI的设计具有通用性和可扩展性，对于国内高铁旅客信息和娱乐系统的设计能够起到一定的借鉴作用。

作者单位：张伟 中车青岛四方车辆研究所有限公司 电气电子事业部

旅客信息系统主要为高铁列车用户提供出行服务，人机交互接口 （HMI， Human Machine Interface） 作为高铁列车旅客信息系统的系统控制器[1]，主要具有如下功能：

①信息显示。通过控制车内外信息显示器完成行车线路的信息显示。

②自动报站。通过控制车内语音广播完成对站点线路信息的提示。

③内部通讯。通过控制车内电话和报警器等通信设备完成车内通讯联络功能。

④系统间通讯。通过MVB或CAN总线方式完成与列车网络系统之间的信息交互。

⑤娱乐控制。通过控制车内电视和扬声器实现视频、音乐等娱乐节目的播放。

此外，国内高铁旅客信息系统主机和娱乐系统主机一般采用分离设计，以满足独立设计以及对旅客信息系统和娱乐系统的稳定性需求。

基于用户与人文习惯，海外高铁项目在旅客信息系统设计要求与国内高铁存在较大差异。西班牙F070高铁作为西班牙高铁市场创新項目之一，与传统的旅客信息系统相比，采用的新型信息娱乐系统主机具有如下功能：

①海思平台设计。采用国产化海思3536作为主控芯片，避免出口海外产品的芯片限制和专利问题。

②信息显示。增加了多样化的内外显显示方式和控制模式。

③服务呼叫。提供了类似航空领域的乘客乘车服务呼叫功能[2]。

④多媒体功能。提供了多样化的音视频播放服务功能。

⑤座位信息显示。提供了列车座位号的自由编辑与显示控制功能。

⑥多语言选择。提供了HMI界面的英语、法语和西班牙语三种语言的显示以及对内外显和客室电视等终端设备显示不同语言的控制模式。

一、HMI的组成和功能

（一）系统架构与外部接口

F070项目信息娱乐系统由视频点播系统和旅客信息系统组成。

旅客信息系统由系统控制器（HMI屏）、内外显、车号显示器和客室电视组成，具备内外显显示功能，与TCMS系统、PA系统、座位系统、地面控制系统和视频点播系统的交互通信。视频点播系统由媒体服务器与娱乐终端组成，用于为列车上的乘客提供视频点播、娱乐、资讯服务等多种功能。其中，媒体服务器通过以太网接入骨干网，需要同时支持视频娱乐终端、手机、PAD、电脑等多种终端的接入。

系统控制器HMI作为信息娱乐系统的控制核心，与其他设备之间通过以太网总线连接，其负责协同视频点播系统与旅客信息系统交互，以完成整体的调度和控制功能，其通信拓扑如图1所示。

①列车控制管理系统（TCMS）：HMI接收TCMS的数据，用于行车信息管理和旅客信息服务，还可以将信息娱乐系统内部的设备诊断信息发送给TCMS，用于设备状态查询和故障诊断。TCMS与HMI之间通过以太网接口完成数据交互。

②公共广播系统（PA）：HMI将线路报站所需音频信息和乘务员服务音频信息以数字音频流的方式发送给PA系统，再以数字音频方式完成声音的播放。

③地面控制系统（On-Board Platform）：HMI接收地面控制系统发送文本给内显进行显示；接收地面控制系统发送图片和视频信息给客室电视显示。

④座位显示系统（Seat System）：通过读取用户传输到HMI中的座位信息配置文件，HMI将配置信息传送给座位显示系统，从而完成对不同车型不同车厢座位信息显示器的控制。

⑤媒体服务器：媒体服务器内搭建MQTT通信的服务器，HMI作为MQTT服务器的客户端，需要连接媒体服务器完成与其他MQTT客户端的信息交互。

⑥信息显示子系统：控制客室电视显示温度、速度和厕所服务等相关服务类信息；控制车内显示器显示车厢号、车次、区间和下一站等线路信息和禁烟等服务信息；控制车外显示器显示车次、车厢号、当前站、终点站和中途站信息；控制娱乐终端和手机移动端显示HMI发送的线路信息和服务类信息。

（二）HMI的功能

HMI作为信息娱乐系统的中央控制单元，需要实现对旅客信息系统的管理和控制功能以及对娱乐信息的管理功能。主要功能如下：

1.行车管理：根据TCMS发送的门信号、GPS坐标、列车行进方向、列车速度等信息，可以触发相应的语音播报和显示屏显示功能，起到引导乘客的作用，完成旅客信息系统的基本功能。

2.服务呼叫：乘客可以通过座椅后背娱乐终端发起服务呼叫，HMI接收服务呼叫指令后，在HMI界面上显示座位号和呼叫提示，以便乘务员及时为乘客提供服务。

3.文本与显示控制：HMI可以实现对内外显和客室电视的文字滚动速度、显示亮度和显示语言的控制，并实现对不同车厢显示 不同文本信息的控制功能。

4.多媒体功能：HMI可以满足对不同车厢播放不同音视频的播放需求，并可按车厢等级类型进行分类播放。

5.座位显示功能：HMI可以实现显示不同车型不同车厢的座位信息的控制功能，还可以在HMI界面上实现对座位信息的实时编辑。

二、HMI的硬件设计

HMI基于海思平台设计为一体机式结构，采用“10.1”标准LCD显示屏，USB接口在前面板，DB9调试口、M12网口和电源口在面板下部。主要包括以下模块：

①电源转换模块：采用DC110V-DC24V电源模块，再由24V转化为12V、5V、3.3V、-12V。

②底板接口模块：底板为载板，主要是对外提供各种接口，包括USB接口、网口、DB9串行总线接口和LVDS输出口。其中，USB接口用于用户更新资源类文件，网口用于外部通信，DB9口用于系统调试，LVDS口用于连接LCD显示屏输出图像画面。

③核心板模块：核心板采用基于Hisi芯片的CPU集成电路，完成对外围设备的控制功能。

④显示屏模块：采用“10.1”用 TFT-LCD显示屏，触摸屏采用光学全贴合方式。

三、HMI的软件设计

（一）系统环境和开发平台

HMI采用Hisi3536 CPU芯片，基于CortexA17四核操作系统，驱动接口丰富，运行效率高，性能稳定，能够提供优质的视频和图像质量[3]，也能够避免windows系统带来的病毒问题和海外产品可能引发的芯片限制和专利等问题。

应用软件采用QT开发。在Linux操作系统下，QT具备良好的可重用性，开发效率高，基于QML的框架可以快速搭建友好的人机交互界面。同时，QT具备优良的跨平台特性，代码移植效率高，可以避免后期平台迁移带来的兼容性问题[4]。

（二）软件模块化设计

HMI的软件采用模块化的开发模式，能够有效提高软件开发效率，增强软件的稳定性、可读性和易维护性。软件共分為4层，自上而下进行调用，如图2所示。在模块内部实现对应的功能，并对外开放公有接口。

①QT运行库：QT提供了丰富的功能类库和人性化的接口封装。在QT运行库的基础上进行开发，可以提高开发效率，缩短开发周期并保证软件质量。

②协议分析层：包括TCMS通信模块、MQTT通信模块、座位信息模块、PA系统通信模块、车内外显示模块、音视频播放模块和地面控制平台通信模块。协议通信模块用于与外围设备进行接口通信和数据收发的协议解析。

③逻辑处理层：包含自动报站、座位信息配置、行程管理、多媒体配置、车内外显示和日志记录六个逻辑功能模块。逻辑处理层是一个中间层，需要接收来自界面的控制命令完成对外围设备的控制，同时连接并处理不同通信模块之间的逻辑关系，将相应的处理结果上传到QML人机交互层。

④QML人机交互层：人机操作界面，能够识别用户的操作，产生相应的控制命令，还可以显示相关的设备状态信息和用户信息。

四、HMI的优化提升

（一）基于MQTT的通信服务

目前，国内高铁旅客信息系统主机均作为所有设备的服务器，外围子设备作为客户端连接旅客信息系统主机以获取数据信息和控制命令，通讯方式以TCP或UDP为主。然而，此种工作模式导致旅客信息系统主机负载繁重，客户端连接数量多、通信流量大且稳定性差。

MQTT是一种基于发布/订阅模式的轻量级协议，该协议构建于TCP/IP协议之上，其最大优点在于可以使用极少的代码和有限的带宽为连接远程设备提供实时可靠的消息服务[5]。

F070项目信息娱乐系统采用媒体服务器作为MQTT的服务代理，HMI作为发布者，只需要将子设备所需的消息发布出去，外围子设备再根据自身需求选择订阅不同的主题消息即可。此种工作模式减轻了HMI作为服务器时的连接数量处理，并方便对外围设备进行数量和功能需求扩展。当外围设备增加时，只需要修改外围设备，HMI主机则只需要微小的改动甚至不需要改动，进一步保证了系统的稳定性。

（二）乘客服务呼叫

目前，国内高铁仅为一等座或商务座配置相应的娱乐平板，并且娱乐平板仅用于提供音视频播放等娱乐功能，无法实现与乘务员室的信息互动[6]。而旅客信息系统的控制主机一般只实现基本的车内外显示和自动报站功能，也无法提供服务呼叫提示功能，只能靠乘务员人工轮询各个车厢来为乘客提供服务，大大降低了乘务员提供服务的效率和乘客的乘车体验。

F070项目的信息娱乐系统HMI安装在乘务员室，娱乐终端屏安装在各车厢乘客座椅后，用户可以通过点击每个娱乐终端界面上的服务器呼叫按钮发起呼叫。HMI接收娱乐终端发送的呼叫命令并将用户的座位号显示在界面上，从而提醒乘务员及时为乘客提供服务。主要功能如下：

①座位号显示功能：显示乘客呼叫的车厢号与座位号，以便乘务员及时定位乘客位置，尽快响应乘客的服务请求。

②服务呼叫开关功能：乘务员可以通过HMI开启和禁用服务呼叫。当乘务员离开时，可以通过禁用方式告诉乘客当前暂时不能提供服务。

③整车响应请求：当发起呼叫请求的用户分散在多个车厢时，乘务员可以通过整车响应按钮响应乘客请求，然后分别去不同车厢进行服务。

④按车厢响应请求：当发起服务呼叫请求的用户集中于1个车厢时，可以通过按车厢响应按钮响应该车厢的乘客请求，然后针对此车厢进行服务。

⑤按单个座位响应请求：当个别用户发起呼叫请求时，乘务员可以根据单个用户进行请求响应，然后针对该用户进行服务，此功能多用于商务舱和一等座。

⑥重置功能：当列车到达终点站时，对全列娱乐终端的功能进行重置初始化，防止乘客和乘务员产生不必要的误解。同时，当服务呼叫的功能发生异常时，使用此功能进行重置，让HMI和娱乐终端回归初始状态，使功能回归正常。

⑦座位号自适应：当列车的行驶方向发生变化后，乘客娱乐终端所代表的座位号也会发生变化，通过在HMI中预录不同行车方向的座位号，HMI将自动显示对应方向的座位号，从而实现列车上下行时自适应座位号显示功能。

（三）分车厢控制应用

当前，国内高铁旅客信息系统和娱乐功能相对单一，通常只向不同车厢内的信息显示器和客室电视提供统一的服务文本和视频内容，灵活性和体验性较差[7]。

而在F070项目的信息娱乐系统中，HMI提供了单车厢文本信息控制和单车厢音视频控制功能。乘务员可以通过HMI界面选择不同车厢播放各自的文本滚动信息和音视频。此外，HMI还提供了按车厢类型控制的功能，包括旅游车厢、商务车厢和餐车，乘务员可以根据不同的车厢类型来控制相应的文本显示和音视频播放，从而为不同车厢的乘客提供不同的乘车服务体验。

（四）座位系统自适应

F070项目要求对于不同车型的座位系统提供不同的座位指示效果，座位显示的效果包括车厢号、座位号、是否靠窗、文本是否滚动和座位号是否需要闪烁。

不同的车型代表着不同车厢具有不同的座位设备数量和显示要求。为了确保对不同车型的兼容性，本系统设计了一个配置文件，包含不同车型的不同要求，用户可以提前在地面配置不同车型的座位号和显示要求，然后将其导入HMI设备。HMI通过接收TCMS发送的列车类型，自动选择读取相应车型的座位号，从而自动控制不同的座位显示效果。

同时，系统还为乘务员预留了任意修改座位号的功能，当发现座位号显示不对或者需要调整座位显示效果时，乘务员可以及时修正座位显示数据。

（五）餐车屏视频控制

在餐车上，F070项目为乘客提供了3合1显示屏videowall，在国内外高铁上为首次应用，能够为乘客提供更加人性化的乘车体验。HMI可以控制videowall进行整屏视频播放或分3个画面播放不同的视频，同时支持3路1920*1080P的视频播放，或支持1路3840*1080的视频播放。

（六）显示屏参数控制

为了灵活控制车内外显示设备，HMI设计融合了不同显示屏的参数控制功能。

①文本滚动速度：HMI可以控制外显、内显和客室电视文字，使文本以不同的速度滚动。

②亮度设置：HMI可以调节外显、内显和客室电视的不同亮度值，还可以打开或关闭不同设备的自动感光功能。

③语言控制：HMI可以自由控制终端设备显示不同语言的文本信息，以满足不同国家的使用需求。

④时区控制：为了保证对不同时区的兼容性，HMI在接收列车网络时总是以接收零时区作为基准，然后通过图13所示时区操作按钮自由调节时区。

五、结束语

西班牙F070高铁信息娱乐系统采用了新型HMI设计，在满足高铁旅客信息基础应用需求的前提下，提供了智能化、个性化和人性化的服务功能。通过MQTT服务搭建稳定可靠且易于扩展的通信架构；通过设计服务呼叫功能完成乘务员与乘客之间的服务交互；通过提供单节车厢和按车厢类型分类的文本与音视频控制来为不同用户提供不同的乘车体验；通过餐车3合1融合屏实现个性化的大屏显示效果；通过精细化控制完成对不同设备的滚动速度、亮度和语言的控制。新型HMI的設计具有通用性和可扩展性，对于国内高铁旅客信息和娱乐系统的设计能够起到一定的借鉴作用。

作者单位：张伟 中车青岛四方车辆研究所有限公司 电气电子事业部

张伟（1988.11-），男，汉族，山东淄博，硕士，工程师，研究方向：铁路旅客信息系统。