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摘要：司控台作为工程列车司机室的列车核心控制设备，是列车司机获取列车状态信息并做出相关决策以维持列车平稳运行的主要设备之一。针对传统工程车操纵台操作界面存在界面布局繁杂，人机交互性差，难兼容多平台等问题，本文旨在保证司控台操作界面功能齐备的前提下，对司控台操作界面在兼具成本的基础上进行现代化的改进，完成对界面的逻辑、美观、易用多方面的智能化升级。对司控台操作界面进行优化以完成易操纵、易维护具备现实意义。

关键词：工程车；司控台；智能网络化； 操作界面

一、引言

工程列车在行驶过程中，司控台操作界面作为司机控制车辆的主要部件，其帮助司机获取列车行驶过程中各项信息，做出决策并对有关系统进行指令控制[1]。随着网络化技术的发展，本文基于传统工程车上的司控台操作界面基础上设计现代化、智能化[2，3]、美观化的中控屏的控制的操作界面研究。操作界面研究是指在操控列车时使用的人机交互界面设计。它是一种非常重要的设计领域，界面的设计将直接影响司机的体验和控制列车各子部件的可靠性、安全性。本文将探讨车载界面设计的特点与研究。

二、司控台操作界面设计研究

1 界面特点研究

基于智能化、网络化等升级改造需求，工程车司控台操作界面设计的特点可以归纳为功能性、安全性、便捷性和智能性等四个方面，如图1所示：

操作界面设计的特点

功能性：操作界面设计需要满足列车的各种功能需求，包括开关空调、温度调节、风量调节、语音通话、开关前大灯等等。因此，操作界面设计需要具备强大的功能性，以便为司机提供更加便捷、高效的操作体验。

安全性：操作界面设计需要考虑到列车的安全性[4]。例如，界面的设计应该避免不必要的干扰，以免分散司机的注意力。同时，界面的显示效果和操作方式应该易于理解和操作，以确保驾驶员在行驶过程中能够快速、准确地进行操作。

便捷性：操作界面设计应该尽可能地简化操作过程，使司机能够准确、快速的操作，如空调界面设计应该能够实时地显示温度、风速等参数，使司机能够更加方便地控制空调系统。

智能化：操作界面设计应该具备一定的智能化能力，例如CAN通讯、等等。这些技术可以使得车载界面更加智能化、便捷化，提高司机的驾驶体验[5]。

2 操作界面设计的挑战

2.1 让操作界面设计更加易于使用

在运营过程中，司机需要频繁地操作车载界面，因此界面的设计需要尽可能简洁、直观和易用。设计师需要通过科学的分析和实验来确定最佳的操作方式，例如使用手势、语音、触摸屏等方式，让驾驶者能够快速准确地进行操作。

2.2 车载界面设计中提高交互体验

在驾驶过程中，驾驶员需要集中注意力在道路上，同时处理大量的车辆信息，如导航、音乐、电话等。过多的信息可能导致驾驶员分心，增加事故风险。所以应采用信息层级化显示，将最重要的信息优先展示，减少非必要信息的干扰，并且引入多任务显示和快速切换功能，允许驾驶员在不同任务之间快速切换，减少操作步骤和时间。

2.3 界面设计中实现多平台的兼容性

实现多平台兼容性的界面设计面临诸多挑战，因为不同平台有不同的屏幕尺寸、输入方式和用户交互习惯。采用响应式设计技术，通过媒体查询、弹性网格布局和流式图像等方法，使界面能够自适应不同屏幕尺寸。确保界面元素在不同设备上自动调整大小和位置；设计统一的视觉风格和品牌元素，但在交互细节上进行平台特定的优化。例如，在桌面平台上使用鼠标悬停效果，在移动设备上使用触摸手势。

2.4 界面设计中实现艺术性和功能性的平衡

操作界面的设计不仅是美学方面的追求，还需要考虑到功能性和实用性。设计师需要设计出既美观又实用的车载界面，让驾驶者在使用车辆时感到愉悦和舒适。

3 界面设计研究

显示界面分辨率为800*480，显示界面总体应划分三个区域：标题区域、内容区域、菜单区域。内容区域中细分为固定显示区域和活动显示区域。固定显示区域显示安全相关/常用的按钮，不随界面切换而切换；活动显示区域可随界面切换而显示对应的视觉元素。

应用整体背景颜色风格偏灰色或黑色，与司机操纵台的另外两个微机屏应用风格尽量保持一致。目标显示组件/操作组件、文本组件、图标颜色搭配应协调、醒目。

为防止误触碰误操作，所有可操作的按钮，在激活/按下/转换前，都需弹窗二次确认。对于已经处于激活/按下状态的按钮，若需取消激活/按下状态，无需弹窗二次确认，直接取消；若针对个别按钮需要取消也需二次确认的，则也需弹窗二次确认。

系统集成的软旋钮/转换开关：至少支持5类按钮模式供选择；普通按钮支持2挡模式转换，如开、关功能。带背光按钮支持支持2挡模式转换，且每档模式支持显示相应背景光，背景光能支持自定义颜色选择。如处于开/激活状态，则显示绿色；处于关/未激活模式时，显示红色。扳键开关至少支持5挡模式转换。自复位旋钮/旋钮支持自复位功能，如撒砂旋钮，按住激活，松开后不激活。

中控屏控制系统能支持CAN总线通信功能。应用可通过CAN总线实时获取各部件的数据后，反馈各按钮区域以显示真实状态。

4 操作界面功能性研究

在本设计中，操作界面的功能包括：（1）标题区域显示内容至少包括时间、当前界面名称、车号等主要信息。（2）内容区域固定区域显示安全相关或常用按钮。（3）活动区域根据菜单选择切换到对应界面显示。活动区域包括但不限于下一元素显示：如按钮、仪表盘、其他组合元素等。活动区域元素显示每个按钮元素组件，需要显示的内容包括按钮名称，实际状态（如开、关）、每个模式名称（如有）等。（4）旋钮/转换开关的显示切换到对应模式时，该模式的名称需要高亮显示，未被选中的模式为常规/灰色显示。如图2所示。

其中，菜单导航区域包括3个按钮组，2个仪表盘按钮，1个空调控制按钮，1个设置按钮等，具体菜单按钮数量可根据需要添加。选中的菜单按钮需要高亮显示。

在设置功能方面，包括时间设置、车号设置、密码设置、亮度设置、按键配置等。时间设置支持设置显示屏时间。车号设置支持设置的车号。密码设置支持更改进入设置界面的密码。亮度设置提供自动亮度调节和手动亮度调节，手动亮度调节用户通过相关控件操作，自由增减显示屏亮度。按钮配置支持按钮清单中，单个按钮的使能和失效配置。如将某一个按钮配置成失效后，可在主界面显示中移除该失效的按钮；若此按钮重新置为使能态，则在主界面中添加此按钮，并能正常被使用。中控显示屏可设置不少于30个按钮图标并文字标识，代替传统司机台上的实体按钮开关。如图3所示。

5 操作界面功能性扩展研究

结合网络化智能化的应用，工程车司机操作界面扩展设计具备一定的智能化能力，例如语音识别、手势识别、面部识别等功能。这些技术可以使得操作界面更加智能化、便捷化，提高驾驶员的舒适性体验。

三、总结

随着现代科学技术的飞速发展，对于机车组司控台智能化要求越来越高，对司控台操作界面的合理布局以及设计提出了更高的要求。同时在司控台控制屏的设计过程中，达到易操纵、易维护是至关重要的，对保障设备运行效能、行车安全、人员操作具有重要意义。

参考文献：

[1]张永明，田鹏，刘斌普.基于人机工程学的高速动车组司控台设备布置优化设计[J].铁道机车车辆，2016，36（01）：30-33.

[2]章阳，华皛，于伟，等.动车组制动系统软件开发集成测试平台研制[J].铁道机车车辆，2020，40（04）：13-20.

[3]徐聪，陈杰，褚唯灼.基于MVB网络的RRT列车司控台显示单元开发[J].智慧轨道交通，2022，59（04）：43-48.

[4]解熙，金碧筠.地铁工程车智能安全监控系统设计及应用[J].铁道技术监督，2021，49（02）：48-54.

[5]王凤云.仪器仪表计量及自动化控制技术的应用研究[J].造纸装备及材料，2023，52（01）：59-61.