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城軌綜合監(jiān)控系統(tǒng)用戶界面菜單層級結(jié)構(gòu)設(shè)計與實現(xiàn)

2015-07-18 14:33:18范蕊張興波
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2015年5期
關(guān)鍵詞:圖形用戶界面城市軌道交通

范蕊++張興波

摘 要:城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一種由多個專業(yè)子系統(tǒng)集合而成的強(qiáng)大的SCADA監(jiān)控系統(tǒng),圖形用戶界面作為這些子系統(tǒng)的載體,是綜合監(jiān)控系統(tǒng)中一個非常重要的組成部分。簡要介紹城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)組成以及系統(tǒng)架構(gòu),重點闡述車站-專業(yè)子系統(tǒng)-子菜單三層菜單結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞:城市軌道交通;綜合監(jiān)控系統(tǒng);圖形用戶界面;菜單層

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-1302(2015)05-00-02

0 引 言

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一種大型的SCADA監(jiān)控系統(tǒng)。它在SCADA系統(tǒng)軟件平臺上實現(xiàn)多專業(yè)、多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、信息集成和信息共享,為城市軌道交通科學(xué)而高效的運(yùn)營、組織和管理提供先進(jìn)的技術(shù)手段。主要專業(yè)子系統(tǒng)包括:電力監(jiān)控系統(tǒng)(PSCADA)、環(huán)境設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、閉路電視系統(tǒng)(CCTV)、信號系統(tǒng)(SIG)、乘客信息系統(tǒng)(PIS)、廣播系統(tǒng)(PA)等。

圖形用戶界面作為這些子系統(tǒng)的載體,通過真實、動態(tài)、形象的組態(tài)圖形畫面,展示了現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài),并允許用戶對畫面進(jìn)行操作,對現(xiàn)場設(shè)備發(fā)布控制命令,實現(xiàn)人機(jī)交互。

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)分為中心和車站兩級模式。中心級完成對地鐵全線數(shù)據(jù)狀態(tài)的監(jiān)視和控制,車站級實現(xiàn)對本車站或授權(quán)車站數(shù)據(jù)狀態(tài)的監(jiān)視和控制。本文以中心級綜合監(jiān)控系統(tǒng)的圖形用戶界面為例,重點闡述菜單層的設(shè)計與實現(xiàn)。

1 功能需求

(1)綜合監(jiān)控系統(tǒng)圖形用戶界面應(yīng)系統(tǒng)、全面的展現(xiàn)各個互聯(lián)子專業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)或操作管理信息,滿足用戶運(yùn)營調(diào)度的管理需求。菜單層呈現(xiàn)的各種信息應(yīng)整潔、有序,最大程度方便調(diào)度人員的控制和管理。

(2)綜合監(jiān)控系統(tǒng)菜單層應(yīng)提供清晰明了便捷的界面操作方式,從主畫面進(jìn)入所需設(shè)備控制畫面的鼠標(biāo)點擊次數(shù)不超過3次。

(3)綜合監(jiān)控系統(tǒng)中心級和車站級的圖形界面應(yīng)具有統(tǒng)一的界面風(fēng)格,以方便工作人員的系統(tǒng)培訓(xùn)和維護(hù)管理。綜合監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)用戶登錄的身份識別各專業(yè)調(diào)度員或值班員的身份和具備的管理權(quán)限,并在界面上為其配置相應(yīng)的菜單操作控制和管理的顯示效果。

(4)作為完整、通用的軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng),圖形用戶界面子系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)提供畫面編輯功能。擁有相應(yīng)管理操作權(quán)限的工作人員能夠在線對系統(tǒng)畫面進(jìn)行編輯,對菜單層級各系統(tǒng)及其相應(yīng)子菜單進(jìn)行配置、編輯和保存,充分體現(xiàn)人機(jī)界面的友好性、靈活性。

2 界面及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 界面設(shè)計

綜合監(jiān)控系統(tǒng)圖形用戶界面應(yīng)采用多功能區(qū)設(shè)計方案,不同信息呈現(xiàn)在不同的區(qū)域中,其中菜單選項層應(yīng)當(dāng)置于頂部,效果醒目,便于工作人員操作,可有效提高工作效率。界面布局由選站區(qū)、導(dǎo)航區(qū)、主顯示區(qū)、管理區(qū)、報警區(qū)這五個窗口區(qū)域組成,如圖1所示。本文重點闡述中心級圖形用戶界面中選站區(qū)和導(dǎo)航區(qū)(即菜單層)的設(shè)計與實現(xiàn)。

菜單層級的設(shè)計要體現(xiàn)系統(tǒng)性和便捷性。由于綜合監(jiān)控系統(tǒng)涉及多個專業(yè)子系統(tǒng),每個專業(yè)又細(xì)分成若干子菜單,每個子系統(tǒng)又需要若干幅畫面來呈現(xiàn),因此系統(tǒng)需要采用科學(xué)的分類方法,按照一定規(guī)律把全部菜單呈現(xiàn)出來,既不能遺漏,也不能重復(fù)。同時,菜單層級結(jié)構(gòu)的設(shè)計要符合用戶的操作習(xí)慣,用戶采用較少的操作步驟就可以實現(xiàn)需要的操作。

選站區(qū)由logo標(biāo)志和選站線構(gòu)成。包括控制中心、車輛段和備用控制中心等,其中選站線將各車站按照實際需求連接起來。用戶通過選擇中心或不同車站,查看當(dāng)前站各系統(tǒng)狀態(tài)。

導(dǎo)航區(qū)顯示各個專業(yè)子系統(tǒng)選項,還包括子系統(tǒng)菜單的下一級子菜單選項,但總體層級不超過3層(包含車站層)。除各專業(yè)子系統(tǒng)外,還包括工具選項,其子菜單有退出、密碼修改、用戶管理、趨勢管理等功能選項。

2.2 菜單層級界面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

車站與各專業(yè)子系統(tǒng)間的菜單層級關(guān)系數(shù)據(jù)存儲在本地文件中,系統(tǒng)加載時讀取并解析文件,為各中心和車站配置相應(yīng)的菜單選項。

圖1 用戶界面布局結(jié)構(gòu)圖

為方便工作人員操作,增強(qiáng)可讀性和可理解性,菜單層的數(shù)據(jù)同樣采用三級結(jié)構(gòu)存儲。菜單文件以XML格式存儲在本地,菜單節(jié)點為

,菜單第一層為車站節(jié)點,車站節(jié)點的子節(jié)點為菜單第二層主菜單節(jié)點,即各專業(yè)子系統(tǒng),主菜單節(jié)點的子節(jié)點為菜單第三層子菜單節(jié)點,這三層菜單唯一確定一幅畫面,系統(tǒng)將相應(yīng)畫面顯示在主顯示區(qū)。

每一層節(jié)點需要包含當(dāng)前層次應(yīng)存儲的信息屬性。車站節(jié)點中包括車站名‘display,車站代碼‘name,車站序號‘stid,相應(yīng)畫面‘destination和操作種類‘operation 5項屬性,其中車站名會顯示在界面上,相應(yīng)畫面只需選擇車站即可確定。主菜單節(jié)點中包括主菜單名‘display,主菜單序號‘mid,相應(yīng)畫面‘destination和操作種類‘operation4項屬性,其中主菜單名會顯示在界面上,相應(yīng)畫面需要車站和主菜單兩級選擇來唯一確定。子菜單節(jié)點中包括子菜單名‘display,子菜單序號‘subid,相應(yīng)畫面‘destination和操作種類‘operation4項屬性,其中子菜單名會顯示在界面上,相應(yīng)畫面需要車站、主菜單和子菜單三級選擇來唯一確定。

3 軟件實現(xiàn)及應(yīng)用效果

本文基于城市地鐵線的要求,運(yùn)用Visual C++6.0 作為軟件開發(fā)環(huán)境,使用C++語言和Qt開發(fā)工具實現(xiàn)軟件仿真,共八個模擬車站,一個控制中心和一個車輛段。

3.1 菜單層級結(jié)構(gòu)的界面實現(xiàn)

本文以各集成子系統(tǒng)的專業(yè)來分類,結(jié)合系統(tǒng)性、便捷性的設(shè)計要求,給出了中心級調(diào)度員、值班員圖形用戶界面的菜單層次結(jié)構(gòu)圖,如圖2所示。

綜合監(jiān)控圖形用戶界面菜單層界面實現(xiàn)如圖3所示。菜單層界面所有選項按鈕使用Qt3中的推動按鈕Q Push Button控件實現(xiàn),選站線使用窗口部件基類Q Frame中的Q Frame::line實現(xiàn)。按鈕大小相等,選站線顏色相同,風(fēng)格統(tǒng)一。車站按鈕及選站線顏色為深綠色(RGB: 170,170,127),為了達(dá)到醒目、清晰的效果,車站按鈕在按下時候設(shè)置為紅色(RGB:255、0、0)。

3.2 菜單層級結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)

XML格式文件中,中心級菜單層次信息存儲結(jié)構(gòu)如圖4所示,車站級結(jié)構(gòu)相似,不再贅述。

節(jié)點中屬性‘maxstanum表示一行可顯示的車站數(shù)。節(jié)點中 ‘stid屬性值從0開始,與數(shù)據(jù)庫中車站存儲順序一致??紤]到菜單的完整性和統(tǒng)一性,節(jié)點中 ‘mid 屬性值從1開始,節(jié)點中‘subid屬性值從mid*1000 +0開始?!甦estination屬性中的畫面存于統(tǒng)一路徑下,該屬性只記錄畫面名稱?!畂peration屬性值0表示調(diào)圖,1表示執(zhí)行程序,2表示調(diào)用功能。

圖3 綜合監(jiān)控圖形用戶界面菜單層界面

圖4 中心級菜單存儲結(jié)構(gòu)

4 結(jié) 語

眾多大中型城市都開通了軌道交通,這成為人們生活不可或缺的一部分。軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)為其安全、準(zhǔn)時、高效的運(yùn)行提供了保障,反映了一個城市的發(fā)展水平和綜合實力,極大地緩解了路面交通壓力,有助于創(chuàng)建和諧、有序的節(jié)約型社會。綜合監(jiān)控平臺的圖形用戶界面極大地提高了軌道交通自動化監(jiān)控水平和效率,方便操作人員使用,為乘客營造了一個舒適、溫馨的乘車環(huán)境。本文的方法是工程可實現(xiàn)的,但其中包含很多不完善的地方,仍有很大地改進(jìn)與提升空間。

參考文獻(xiàn)

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