一种数字轨道电车车载人机交互系统及其通信控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种数字轨道电车车载人机交互系统，包括数据通信系统、人机交互平台和人机交互界面软件系统，所述数据通信系统包括无源磁钉定位模块、传感器接收模块以及信号通信模块，所述人机交互平台由数据处理模块系统以及语音处理系统构成，所述人机交互界面软件系统由按钮响应系统及界面显示系统组成，所述按钮响应系统包括车载人机界面及两个可操纵键盘，所述两个可操纵键盘分别是可扩展功能键和固定功能键。该车载人机交互系统可以实现轨道车辆智能化、道路信息化、运营智能化和成本最优化。本发明专利技术还公开了一种数字轨道电车车载人机交互系统的通信控制方法，实现数字轨道电车主机系统与车载人机交互系统间双向稳定通信。信。信。

【技术实现步骤摘要】
一种数字轨道电车车载人机交互系统及其通信控制方法


[0001]本专利技术涉及一种数字轨道电车车载人机交互系统及其通信控制方法。

技术介绍

[0002]随着近年来城市轨道交通运营管理的进步和科学技术的不断发展，在我国的铁路，地铁，电车，和新车的行业领域不断出现新的类型的车辆，为了能够给乘客和操纵列车的地铁司机们提供信息响应的反馈和自动化更加舒适、方便的手段，人机交互屏幕已经成为一个必不可少的重要设备人机界面，并随着时间的不断推移，地铁列车驾驶员对显示的信息依赖性也越来越高，所以上面设备的稳定性和功能的可用性有了更高的要求。
[0003]数字轨道电车有别于传统的有轨电车。它是一种有轨电车新形态，除了吸取现代有轨电车的特点外，利用地埋无源磁钉形成数字化轨道，具有传统有轨系统中的钢轨导向功能和信号系统功能，实现列车自动导向和精确控制。数字轨道电车是一种用电力驱动的公共交通方式。相对于有轨电车，数字轨道电车新建基础设施少、车辆选择广泛、对原有市政设施破坏少，工程适应性强、综合费用低、建设周期短、应急处理能力强。
[0004]数字轨道电车的车载交互系统和界面是一种以人机交互界面为载体的列控车载系统的重要的组成部分。然而在现有技术范畴内，传统的技术方法存在一定的局限性：驾驶员经过操作车载人机界面上的按钮，向车载的设备发送控制命令，调整列车的运行状态，这种传统的车载交互系统及操作控制方法具有极强的人为主动干预性，经常会因为驾驶员的误判与错误操作等情况对列车下达错误调整指令，从而影响数字轨道电车的正常行运路径和过程，严重时甚至会造成自动有轨电车运行系统的阻塞甚至崩溃，智能轨道交通作为一种新型的交通运输方式，其管理和应急预案还不够完善，响应的运行规章制度仍有待完善。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种数字轨道电车车载人机交互系统，克服现有轨道列车显示系统和界面操作繁琐和人的主观干预性强的缺点，可以通过智能的显示系统及自动化的控制方法对基于无源磁钉定位的数字轨道电车的状态进行实时显示和准确控制，实现数字轨道电车的准确控制和稳定运营。
[0006]本专利技术的另外一个目的是提供一种数字轨道电车车载人机交互系统的通信控制方法，实现数字轨道电车主机系统与车载人机交互系统间双向稳定通信，实现轨道车辆智能化、道路信息化、运营智能化和成本最优化。
[0007]实现上述目的一种技术方案是：一种数字轨道电车车载人机交互系统，包括数据通信系统、人机交互平台和人机交互界面软件系统，其中：
[0008]所述数据通信系统包括无源磁钉定位模块、传感器接收模块以及信号通信模块，所述无源磁钉定位模块用于产生并发送磁钉定位信息；所述传感器接收模块用于接收所述无源磁钉定位模块发出的磁钉定位信息；所述信号通信模块对传感器接接收模块收到的磁钉定位信息进行实时接收和储存，并将其发送给车载主机；
[0009]所述人机交互平台由数据处理模块系统以及语音处理系统构成，所述数据处理模块系统用于接收分析数据和发送数据包，所述数据处理模块系统分析来自车载主机的周期性数据和偶发数据，供人机交互界面软件系统的应用层使用，同时将人机交互界面软件系统的应用层的周期性数据包发送给车载主机，并将驾驶员按下按钮时产生的偶发按钮信息数据包发送给车载主机；在电车的运行期间，所述语音处理系统根据接收的声音信息和文本信息数据包，驱动播放器的声音根据优先级顺序从高到低播放，提醒司机电车运行状态的变化或让车载主机对命令作出及时的反应；
[0010]所述人机交互界面软件系统由按钮响应系统及界面显示系统组成，所述按钮响应系统包括车载人机界面及两个可操纵键盘，所述两个可操纵键盘分别是可扩展功能键和固定功能键；所述界面显示系统包括车距监控信息显示模块、车速信息显示模块、辅助行车信息显示模块、运行计划信息显示模块和功能辅助显示模块；
[0011]所述车距监控信息显示模块用于显示当前电车与前方列车地实时准确车距；所述车速信息显示模块用于对当前列车车速地实时检测和显示；所述辅助行车信息显示模块用于对列车准确正常行驶提供辅助显示及控制的功能；所述运行计划信息显示模块显示的信息包括当前列车的车次信息、ID信息和开往计划；所述功能辅助显示模块用于在所述数字轨道电车车载人机交互系统中的辅助功能显示和控制；
[0012]所述功能辅助显示模块包括监控信息显示模块和功能键信息显示模块，所述监控信息显示模块包括第一显示模块和第二显示模块；所述第一信息显示模块包括列车自动监管系统、网络控制单元和通信状态检验单元；所述第二信息显示模块包括自动驾驶状态显示单元、人工驾驶状态显示单元、列车时刻表显示单元、登录状态显示单元及列车故障显示单元；所述功能键信息显示模块用于实现司机对数字轨道电车的人机交互控制和功能操作，所述功能键信息显示模块包括选择交路功能子模块、列车司机登录功能子模块、系统设置子模块和列车维护功能子模块。
[0013]上述的一种数字轨道电车车载人机交互系统，其中，所述数据通信系统用于完成由无源磁钉定位模块到车载主机的完整双向通信链路；
[0014]所述无源磁钉定位模块是一种埋设于预行驶数字轨道电车线路上的无源磁钉装置，所述无源磁钉定位模块在数字轨道电车行驶线路上的埋设深度为5厘米；所述无源磁钉定位模块在其所处区段线路中具有唯一标识码，该标识码作为传感器接收模块的定向识别和访问依据；所述无源磁钉定位模块产生并发送的磁钉定位信息包含该磁钉所处线路区段的位置坐标信息、线路状况、路面状况、坡度信息等线路基础信息；
[0015]所述传感器接收模块是安装部署于数字轨道电车底部的特定传感器接收装置，所述传感器接收模块对安装于数字轨道电车线路上的无源磁钉装置进行识别和信号接收，获取磁钉所在位置的实时信息，从而实现对数字轨道电车的实时定位；
[0016]所述信号通信模块是通过车载主机对传感器接接收模块收到的磁钉定位信息进行实时接收和储存的单元，既能作用于系统周期性的数据接收和传输，又能实现系统非周期性的数据接收和传输；在列车运行过程中，车载主机向所述数字轨道电车车载人机交互系统发送数字轨道电车在行进过程中由传感器接收模块通过无源磁钉定位模块时的列车行驶状态信息、驾驶员工作状态信息及磁钉定位信息，并发送给所述界面显示系统。
[0017]上述的一种数字轨道电车车载人机交互系统，其中，所述列车行驶状态信息包括
列车的行驶速度、实时采取的运行驾驶模式、列车运行等级、列车制动状态等重要驾驶信息；所述驾驶员工作状态信息包括由语音处理系统采集处理后的驾驶员驾驶工作状态信息、驾驶员操作显示系统界面的操作信息和实用日志等驾驶员状态信息；所述磁钉定位信息包括该磁钉所处线路区段的位置坐标信息、线路状况、路面状况、坡度信息等线路基础信息，以及线路轨道测的状况信息、目标站及即将到站站名信息等辅助信息。
[0018]上述的一种数字轨道电车车载人机交互系统，其中，所述声音信息数据包包括目标速度变点提示、新文本信息提示、错误或故障提示、速度警告提示、设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字轨道电车车载人机交互系统，其特征在于，包括数据通信系统、人机交互平台和人机交互界面软件系统，其中：所述数据通信系统包括无源磁钉定位模块、传感器接收模块以及信号通信模块，所述无源磁钉定位模块用于产生并发送磁钉定位信息；所述传感器接收模块用于接收所述无源磁钉定位模块发出的磁钉定位信息；所述信号通信模块对传感器接接收模块收到的磁钉定位信息进行实时接收和储存，并将其发送给车载主机；所述人机交互平台由数据处理模块系统以及语音处理系统构成，所述数据处理模块系统用于接收分析数据和发送数据包，所述数据处理模块系统分析来自车载主机的周期性数据和偶发数据，供人机交互界面软件系统的应用层使用，同时将人机交互界面软件系统的应用层的周期性数据包发送给车载主机，并将驾驶员按下按钮时产生的偶发按钮信息数据包发送给车载主机；在电车的运行期间，所述语音处理系统根据接收的声音信息和文本信息数据包，驱动播放器的声音根据优先级顺序从高到低播放，提醒司机电车运行状态的变化或让车载主机对命令作出及时的反应；所述人机交互界面软件系统由按钮响应系统及界面显示系统组成，所述按钮响应系统包括车载人机界面及两个可操纵键盘，所述两个可操纵键盘分别是可扩展功能键和固定功能键；所述界面显示系统包括车距监控信息显示模块、车速信息显示模块、辅助行车信息显示模块、运行计划信息显示模块和功能辅助显示模块；所述车距监控信息显示模块用于显示当前电车与前方列车地实时准确车距；所述车速信息显示模块用于对当前列车车速地实时检测和显示；所述辅助行车信息显示模块用于对列车准确正常行驶提供辅助显示及控制的功能；所述运行计划信息显示模块显示的信息包括当前列车的车次信息、ID信息和开往计划；所述功能辅助显示模块用于在所述数字轨道电车车载人机交互系统中的辅助功能显示和控制；所述功能辅助显示模块包括监控信息显示模块和功能键信息显示模块，所述监控信息显示模块包括第一显示模块和第二显示模块；所述第一信息显示模块包括列车自动监管系统、网络控制单元和通信状态检验单元；所述第二信息显示模块包括自动驾驶状态显示单元、人工驾驶状态显示单元、列车时刻表显示单元、登录状态显示单元及列车故障显示单元；所述功能键信息显示模块用于实现司机对数字轨道电车的人机交互控制和功能操作，所述功能键信息显示模块包括选择交路功能子模块、列车司机登录功能子模块、系统设置子模块和列车维护功能子模块。2.如权利要求1所述的一种数字轨道电车车载人机交互系统，其特征在于，所述数据通信系统用于完成由无源磁钉定位模块到车载主机的完整双向通信链路；所述无源磁钉定位模块是一种埋设于预行驶数字轨道电车线路上的无源磁钉装置，所述无源磁钉定位模块在数字轨道电车行驶线路上的埋设深度为5厘米；所述无源磁钉定位模块在其所处区段线路中具有唯一标识码，该标识码作为传感器接收模块的定向识别和访问依据；所述无源磁钉定位模块产生并发送的磁钉定位信息包含该磁钉所处线路区段的位置坐标信息、线路状况、路面状况、坡度信息等线路基础信息；所述传感器接收模块是安装部署于数字轨道电车底部的特定传感器接收装置，所述传感器接收模块对安装于数字轨道电车线路上的无源磁钉装置进行识别和信号接收，获取磁钉所在位置的实时信息，从而实现对数字轨道电车的实时定位；
所述信号通信模块是通过车载主机对传感器接接收模块收到的磁钉定位信息进行实时接收和储存的单元，既能作用于系统周期性的数据接收和传输，又能实现系统非周期性的数据接收和传输；在列车运行过程中，车载主机向所述数字轨道电车车载人机交互系统发送数字轨道电车在行进过程中由传感器接收模块通过无源磁钉定位模块时的列车行驶状态信息、驾驶员工作状态信息及磁钉定位信息，并发送给所述界面显示系统。3.如权利要求2所述的一种数字轨道电车车载人机交互系统，其特征在于，所述列车行驶状态信息包括列车的行驶速度、实时采取的运行驾驶模式、列车运行等级、列车制动状态等重要驾驶信息；所述驾驶员工作状态信息包括由语音处理系统采集处理后的驾驶员驾驶工作状态信息、驾驶员操作显示系统界面的操作信息和实用日志等驾驶员状态信息；所述磁钉定位信息包括该磁钉所处线路区段的位置坐标信息、线路状况、路面状况、坡度信息等线路基础信息，以及线路轨道测的状况信息、目标站及即将到站站名信息等辅助信息。4.如权利要求1所述的一种数字轨道电车车载人机交互系统，其特征在于，所述声音信息数据包包括目标速度变点提示、新文本信息提示、错误或故障提示、速度警告提示、设备制动结束提示、驾驶员响应提示、按键提示和驾驶员干预提示；所述语音信息数据包包括“允许解除”、“等级转换”、“控制速度”、“减速”、“视觉确认”、“引导确认”和“机器信息确认”。5.如权利要求1所述的一种数字轨道电车车载人机交互系统，其特征在于，所述可扩展功能键位于车载人机界面的屏幕右侧，所述固定功能键位于车载人机界面的屏幕底部；当所述数字轨道电车车载人机交互系统处于输入状态时，驱动程序将操作所述固定功能键，并且车载人机界面在输入框中显示驱动程序的输入信息；所述可扩展功能键分为三级菜单：按一级菜单中的键进入二级菜单；在二级菜单中按键进入三级菜单；驾驶员通过操作所述固定功能键输入新的列车长度，然后在可扩展功能键的三级菜单中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继光，贾廷纲，洪松，张荣，赵涛，陆钟成，
申请(专利权)人：上海电气集团智能交通科技有限公司，
类型：发明
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