城轨综合监控系统用户界面菜单层级结构设计与实现

范蕊++张兴波

摘 要：城市轨道交通综合监控系统是一种由多个专业子系统集合而成的强大的SCADA监控系统，图形用户界面作为这些子系统的载体，是综合监控系统中一个非常重要的组成部分。简要介绍城市轨道交通综合监控系统的系统组成以及系统架构，重点阐述车站-专业子系统-子菜单三层菜单结构的设计与实现。

关键词：城市轨道交通；综合监控系统；图形用户界面；菜单层

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2015）05-00-02

0 引 言

城市轨道交通综合监控系统是一种大型的SCADA监控系统。它在SCADA系统软件平台上实现多专业、多系统的数据采集、信息集成和信息共享，为城市轨道交通科学而高效的运营、组织和管理提供先进的技术手段。主要专业子系统包括：电力监控系统（PSCADA）、环境设备监控系统（BAS）、闭路电视系统（CCTV）、信号系统（SIG）、乘客信息系统（PIS）、广播系统（PA）等。

图形用户界面作为这些子系统的载体，通过真实、动态、形象的组态图形画面，展示了现场设备状态，并允许用户对画面进行操作，对现场设备发布控制命令，实现人机交互。

城市轨道交通综合监控系统分为中心和车站两级模式。中心级完成对地铁全线数据状态的监视和控制，车站级实现对本车站或授权车站数据状态的监视和控制。本文以中心级综合监控系统的图形用户界面为例，重点阐述菜单层的设计与实现。

1 功能需求

（1）综合监控系统图形用户界面应系统、全面的展现各个互联子专业系统的运行状态或操作管理信息，满足用户运营调度的管理需求。菜单层呈现的各种信息应整洁、有序，最大程度方便调度人员的控制和管理。

（2）综合监控系统菜单层应提供清晰明了便捷的界面操作方式，从主画面进入所需设备控制画面的鼠标点击次数不超过3次。

（3）综合监控系统中心级和车站级的图形界面应具有统一的界面风格，以方便工作人员的系统培训和维护管理。综合监控系统根据用户登录的身份识别各专业调度员或值班员的身份和具备的管理权限，并在界面上为其配置相应的菜单操作控制和管理的显示效果。

（4）作为完整、通用的轨道交通综合监控系统，图形用户界面子系统应当提供画面编辑功能。拥有相应管理操作权限的工作人员能够在线对系统画面进行编辑，对菜单层级各系统及其相应子菜单进行配置、编辑和保存，充分体现人机界面的友好性、灵活性。

2 界面及数据结构设计

2.1 界面设计

综合监控系统图形用户界面应采用多功能区设计方案，不同信息呈现在不同的区域中，其中菜单选项层应当置于顶部，效果醒目，便于工作人员操作，可有效提高工作效率。界面布局由选站区、导航区、主显示区、管理区、报警区这五个窗口区域组成，如图1所示。本文重点阐述中心级图形用户界面中选站区和导航区（即菜单层）的设计与实现。

菜单层级的设计要体现系统性和便捷性。由于综合监控系统涉及多个专业子系统，每个专业又细分成若干子菜单，每个子系统又需要若干幅画面来呈现，因此系统需要采用科学的分类方法，按照一定规律把全部菜单呈现出来，既不能遗漏，也不能重复。同时，菜单层级结构的设计要符合用户的操作习惯，用户采用较少的操作步骤就可以实现需要的操作。

选站区由logo标志和选站线构成。包括控制中心、车辆段和备用控制中心等，其中选站线将各车站按照实际需求连接起来。用户通过选择中心或不同车站，查看当前站各系统状态。

导航区显示各个专业子系统选项，还包括子系统菜单的下一级子菜单选项，但总体层级不超过3层（包含车站层）。除各专业子系统外，还包括工具选项，其子菜单有退出、密码修改、用户管理、趋势管理等功能选项。

2.2 菜单层级界面的数据结构设计

车站与各专业子系统间的菜单层级关系数据存储在本地文件中，系统加载时读取并解析文件，为各中心和车站配置相应的菜单选项。

图1 用户界面布局结构图

为方便工作人员操作，增强可读性和可理解性，菜单层的数据同样采用三级结构存储。菜单文件以XML格式存储在本地，菜单节点为

，菜单第一层为车站节点，车站节点的子节点为菜单第二层主菜单节点，即各专业子系统，主菜单节点的子节点为菜单第三层子菜单节点，这三层菜单唯一确定一幅画面，系统将相应画面显示在主显示区。

每一层节点需要包含当前层次应存储的信息属性。车站节点中包括车站名‘display，车站代码‘name，车站序号‘stid，相应画面‘destination和操作种类‘operation 5项属性，其中车站名会显示在界面上，相应画面只需选择车站即可确定。主菜单节点中包括主菜单名‘display，主菜单序号‘mid，相应画面‘destination和操作种类‘operation4项属性，其中主菜单名会显示在界面上，相应画面需要车站和主菜单两级选择来唯一确定。子菜单节点中包括子菜单名‘display，子菜单序号‘subid，相应画面‘destination和操作种类‘operation4项属性，其中子菜单名会显示在界面上，相应画面需要车站、主菜单和子菜单三级选择来唯一确定。

3 软件实现及应用效果

本文基于城市地铁线的要求，运用Visual C++6.0 作为软件开发环境，使用C++语言和Qt开发工具实现软件仿真，共八个模拟车站，一个控制中心和一个车辆段。

3.1 菜单层级结构的界面实现

本文以各集成子系统的专业来分类，结合系统性、便捷性的设计要求，给出了中心级调度员、值班员图形用户界面的菜单层次结构图，如图2所示。

综合监控图形用户界面菜单层界面实现如图3所示。菜单层界面所有选项按钮使用Qt3中的推动按钮Q Push Button控件实现，选站线使用窗口部件基类Q Frame中的Q Frame：：line实现。按钮大小相等，选站线颜色相同，风格统一。车站按钮及选站线颜色为深绿色（RGB： 170，170，127），为了达到醒目、清晰的效果，车站按钮在按下时候设置为红色（RGB：255、0、0）。

3.2 菜单层级结构的数据结构实现

XML格式文件中，中心级菜单层次信息存储结构如图4所示，车站级结构相似，不再赘述。

节点中属性‘maxstanum表示一行可显示的车站数。节点中 ‘stid属性值从0开始，与数据库中车站存储顺序一致。考虑到菜单的完整性和统一性，节点中 ‘mid 属性值从1开始，节点中‘subid属性值从mid*1000 +0开始。‘destination属性中的画面存于统一路径下，该属性只记录画面名称。‘operation属性值0表示调图，1表示执行程序，2表示调用功能。

图3 综合监控图形用户界面菜单层界面

图4 中心级菜单存储结构

4 结 语

众多大中型城市都开通了轨道交通，这成为人们生活不可或缺的一部分。轨道交通综合监控系统为其安全、准时、高效的运行提供了保障，反映了一个城市的发展水平和综合实力，极大地缓解了路面交通压力，有助于创建和谐、有序的节约型社会。综合监控平台的图形用户界面极大地提高了轨道交通自动化监控水平和效率，方便操作人员使用，为乘客营造了一个舒适、温馨的乘车环境。本文的方法是工程可实现的，但其中包含很多不完善的地方，仍有很大地改进与提升空间。

参考文献

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