列车牵引系统HMI,是司机与这座钢铁巨龙之间进行能量对话的 “主控台” 。在高速、高密度、高安全要求的城市轨道与高铁运营中,每一次牵引、每一次制动都关乎成百上千乘客的安全与准点。其设计必须 “信息精准、反馈及时、故障导向安全” ,核心目标是辅助司机实现 “平稳、节能、准时” 的驾驶。
界面设计原则:速度与安全的平衡艺术
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牵引与制动状态精准呈现:让“力”可视化
- 主界面的视觉中心是一组 “速度-距离-时间”曲线。其中,绿色的“推荐速度曲线”或“ATP(自动列车保护)允许速度曲线” 是安全边界,红色的“实际速度曲线” 是司机的操作结果。两条曲线的贴合程度,直观反映了驾驶的平稳性与节能性。
- 曲线下方,是 “力的分解” 区域。实时显示牵引力(kN)、电制动力(kN)、空气制动力(kPa) 的数值与柱状图。当司机推动牵引手柄或制动阀时,界面通过动态效果(如光晕、颜色变化)实时反馈当前手柄档位对应的牵引/制动百分比,以及系统实际输出的力值,使抽象的操作变得具体可感。当实际速度偏离目标曲线超过阈值(如±5 km/h),偏离区段的曲线会标红加粗,并给出建议:“轻微超速,建议减小牵引级位”。
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故障分级预警与处理:从“报警”到“行动指引”
- 系统对故障进行严格分级。影响行车安全的致命故障(如牵引变流器严重故障、制动失效),触发全屏红色覆盖式报警,强制司机关注。报警信息不仅包含故障代码(如“T01: 牵引封锁”),更明确指出 “系统已自动执行的安全措施” (如“已施加最大常用制动/紧急制动”)和 “司机必须执行的操作” (如“立即停车,报告行调,按规程处理”)。
- 一般性故障或预警(如空调故障、车门未全关闭提示)则在屏幕顶部或底部的固定信息栏以黄色滚动文字显示,不影响司机对前方线路和核心驾驶信息的监控。所有故障信息在本地记录的同时,通过无线网络自动发送至地面控制中心(OCC),便于维修调度提前准备。
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操作权限的严格控制与审计
- 牵引系统的关键参数(如牵引力限制值、滑行保护参数)不允许随意修改。修改界面被严格密码保护,且任何修改尝试都需要 “双重授权” :司机输入操作密码后,系统会向调度中心发送授权请求,调度员在确认运营条件允许后,远程授权解锁。界面上会明确显示 “参数修改模式 - 已授权,请谨慎操作” 的水印。所有参数修改操作均记录在不可删除的日志中。
扩展功能与价值
“运行数据黑匣子回放”功能是宝贵的培训与事故分析工具。司机或分析员可以调取任意趟次的历史数据,以曲线和仪表的形式重现当时的驾驶全过程,用于优化驾驶策略、分析能耗或排查故障原因。某地铁公司应用此牵引系统HMI后,因牵引系统故障导致的列车晚点率下降至0.2%以下。标准化的界面和明确的故障指引,使新司机的培训周期缩短,操作熟练度快速提升,有效保障了行车安全,实现了运营安全零责任事故。