期刊发表网电话

全国热线
022-83699069

轨道交通车内电子动态站点显 示器分析

作者: 发布时间:2020-06-01 15:26:29 阅读: 67 次

轨道交通车内电子动态站点显

         示器分析


摘  要

通过以轨道交通车作为主要研究对象,着重围绕轨道交通车内电子动态站点显示器进行分析研究。在阐明轨道交通车内电子动态站点显示器的基本功能特点与设计作用下,结合相关研究资料,分别从整体结构、系统硬件与软件以及通信四个方面尝试设计一种有效的轨道车内电子动态站点显示器,并运用仿真实验的方式对其应用成效进行验证。旨在为发展智慧交通,提高乘客乘车舒适性与便捷性提供相关理论支持。

关键词:  轨道交通车电子动态站点显示器站点信息


 

在我国大力发展轨道交通事业的过程中,乘客对获取站点信息的需求越来越多样化。传统轨道交通车内广播播报和提供平面站点线路图等站点显示方式,虽可以基本达到为乘客提供车内站点信息的效果,但由于其均具有一定的局限性,尤其是无法直观清晰地向乘客动态提供精准的站点信息,因此也对乘客的乘车体验优化产生了阻碍作用。为此,有必要积极设计出行之有效的轨道交通车内电子动态站点显示器,在突破传统站点显示方式自身局限的同时,以更好地达到优化乘客乘车体验的效果。

一、设计轨道交通车内电子动态站点显示器的作用

现阶段在我国轨道交通车中基本均可以向车内乘客提供轨道站点显示服务,据观察,其主要显示方式包括车内广播、在车内窗户上方张贴本车辆的站点线路图以及在轨道交通车驾驶室上方设置窄而长的LED显示屏,用以循环滚动播放车辆站点信息。但结合笔者长期的乘车体验与实践观察,发现车内广播方式极易受到车辆内外噪音的干扰,而使得乘客无法清晰听到站点信息,尤其部分车辆中的广播声音较小且经常插播广告,因此并不利于乘客清晰明确地掌握实时车辆站点信息。而张贴车辆站点线路图这一方式,则无法向乘客实时提供当前车辆站点信息,LED显示屏则容易出现错误显示站点信息,无法提供多样化的站点信息等局限性。

通过灵活运用先进的科学技术手段,专门针对轨道交通车,设计一种车内电子动态站点显示器,则可以有效突破传统车内站点显示方式中存在的易出错、无法实时向车内乘客提供真实可靠的车内站点信息等弊端,以此有效保障轨道交通车可以动态发布准确的车辆信息,帮助乘客准确判断车辆运营信息并依次切实提高乘客的乘车便捷性与舒适性。此外,设计轨道交通车内电子动态站点显示器,也与当前我国大力发展智能化公共交通的需求相吻合,可有效推动轨道交通行业朝着智能化的方向实现可持续发展,并帮助相关企业达到经济效益与社会效益更大化的根本目标。

二、轨道交通车内电子动态站点显示器的设计分析

1、整体结构设计

    本文在设计轨道交通车内电子动态站点显示器的过程中,出于提高车辆站点信息控制成效、降低显示器设计成本等目的的考量,在充分结合相关研究资料下,选择以单片机作为核心控制器的轨道交通车内电子动态站点显示器。除单片机外看,其主要构件包括信号接收器与LCD液晶显示器等,即在本文所设计的轨道交通车内电子动态站点显示器中,由信号接收器负责自动完成信号的采集与接收之后,直接将其传输至单片机,信号在经由单片机进行有效处理,包括删除错误信号与重复信号等,再将经过处理的信号传输至LCD液晶显示屏中,并借助可视化技术直接将其显示成各类图像,便于乘客快速、精准地辨认与获取实时轨道车辆站点信息和运营信息,从而使得乘客可以根据自身实际需要安排乘车计划。

2、系统硬件设计

在本文所设计的轨道交通车内电子动态站点显示器中,以车内电子显示屏动态、精准控制显示车辆运营信息为设计核心。因此在这一控制系统的硬件设计中,主要设有负责实时接收经由PC所传递数据的数据接收装置、电平转换器、MCU控制与采用LCD显示等重要结构组件。即PC传递而来的数据信号将经过电平转换器进行统一转换后,传输至MCU控制中,由其负责对车辆运营信息在LCD液晶显示器中的准确显示进行实时控制[1]。而经由PC传输的数据信号在传输至电平转换器中进行转换时,需要充分发挥串口通信的有效作用。本文通过参考相关研究资料,选择使用设有USB输出口的专用串口通信芯片代替传统的电平转换芯片,这主要是由于传统电平转换芯片中的串口接口普遍缺乏较高的通用性,对设备的兼容性较弱。而设有USB口并将其作为输出的专用串口通信芯片,一方面可以有效完成串口通信任务,另一方面其USB接口可与其他众多设备进行相互兼容,因此可以有效帮助提高轨道交通车内电子动态站点显示器的兼容性和应用性。

在系统电源电路与LCD车内站点信息显示的设计中,为有效帮助车内乘客准确区分车站是否已经通过,便于其精准无误地获取车辆运营信息,进而为乘客提供乘车便利。本文在对轨道交通车内电子动态站点显示器的硬件部分进行设计时,所选用的LCD具有双色显示的功能。在该LCD显示当中分别设有P0口与P2口,与绿色信号和红色信号相互连接。MCU控制部分主要通过控制P0口与P2口,实现对LCD亮色的动态控制。LCD液晶显示器中上下夹层电极采用FET电极与共通电极,当轨道车辆已经通过车站时,LCD所显示的车站将为绿灯,反之即显示为红灯。

3、系统通信设计

    在轨道交通车内电子动态显示站点信息控制系统的通信部分设计中,本文主要采用串口通信的方式。相比于按字节并行通信,串口通信速率虽相对较慢,但其串口在进行数据收发时可共用同一根线,并且串口通信在数据远距离通信传输方面具有较好的应用优势,可有效满足轨道交通车辆控制总站对各运行车辆的站点信息统一调度与显示控制。因此有助于控制整体系统设计成本,提高轨道交通车运营效益,帮助相关企业实现经济效益更大化的根本目标。系统通过运用串口负责传输所有ASCII码字符,运用地线与收发线完成数据信息的通信传输。但因本文在轨道交通车内电子动态站点显示器中设计使用异步串口通信,因此因此在连接端口的线上完成系统数据发送工作时,接收端可在端口位置处利用另一根线同步进行数据接收,以此有效保障系统具有较高的通讯效率。在实际设计使用时,工作人员只需结合具体情况与系统设计需要,在严格参照相关技术规程要求对包括波特率与数据位等在内的各项通信参数进行合理设置即可。

4、系统软件设计

在本文设计的轨道交通车内电子动态站点显示器的软件部分,其重要功能在于显示视频,即轨道交通车辆的控制系统将其采集得到的各项车辆运营信息与站点信息,传输至系统软件部分后自动生成相应的数据指令,从而有效控制系统相关硬件完成指令执行。构成该系统软件的重要组成部分主要包括视频显示与程序设计和控制。在系统视频部分中,通过对电脑中模拟的视频片段进行直接播放,用以真实模拟出轨道交通车辆的实际运营情况,并显示出车辆的起止运行时间、经过各站点的时间等。例如在某相邻两站之间,车辆到达时间约为1min,在车内电子动态站点显示器的软件系统中以滚动显示秒数数字,对车辆的到站时间进行准确计时[2]。由于本系统采用了串口通信设计方式,因此需要计算机将十进制下的ASCII码值‘48’,也就是字符‘0’发送至串口处,每隔20s向串口发送+1字符数,即开始计时时计算机将字符‘0’发送至串口,待20s后将字符‘1’发送至串口位置处,当彻底停止计时间,计算机将会自动向串口发送字符‘3’,同时设置在轨道交通车内的LCD液晶显示屏中将会实时显示车辆到达时间与本站及下一站的具体站名。通过不断在LCD显示中进行循环播放,直至轨道交通车顺利抵达终点站即可停止LCD显示。而通过结合前文的设计内容可知,LCD在显示轨道交通车的站点信息时,如果车辆已经过站,则LCD会显示红灯,如果车辆尚未行驶至下一站,则LCD会显示绿灯。

在对交通轨道车的站点信息与车辆运营信息进行实时、动态控制时,为有效提高整体设计成效,同时保障控制程序的设计与运行具有较高的精准性,本文在对轨道交通车内电子动态站点显示器的软件程序设计中,直接选用专门的程序设计软件即VB编程软件。则主要是由于该编程软件对串口通信具有较高的兼容性,且具有操作便捷、控制成效良好等优势特性。因此将其运用在轨道交通车内电子动态站点显示器的软件程序设计中具有一定可行性。如在继续播放视频时,利用VB设计的控件程序为:

而如果控制程序需要暂停视频播放,则只需将“播放视频”的控制命令改写成“停止播放”并结束程序即可。为切实保障系统每一阶段的计时均具有较高的准确性,且可以根据车辆实际运行情况准确输出相应的信息数据,本文在设计轨道交通车内电子动态站点显示器的软件部分时,同时使用了7个定时器,配合选用的上位机完成对系统软件部分的统一控制。

三、轨道交通车内电子动态站点显示器的仿真实验

1、实验内容与实验要求

    为有效验证本文所设计的轨道交通车内电子动态站点显示器的应用价值,本文选择对其进行仿真实验。在实验过程中,要求实验人员需要对轨道交通车内电子动态站点显示器的具体运行流程进行认真观察,充分熟悉其中的信号传输、串口通信等各项基本系统功能。同时重点对该车内电子动态站点显示器的使用功能进行有效验证,并及时将实验中得到的相关数据信息以及系统原理图等进行汇总整理,编制成同一、规范的实验报告。便于实验人员全方面对本文设计的轨道交通车内电子动态站点显示器具体使用性能与应用情况,进行客观评估与分析,从而及时掌握其中存在的设计缺陷与设计错误之处,便于相关设计人员有针对性地对其进行解决。

2、实验元件与运行流程

    在对该轨道交通车内电子动态站点显示器进行仿真实验的过程中,需要使用包括Switch&Relays、Microprocessor ICs等在内的,由各种不同元件与计算机、单片机等共同搭建而成的实验平台,而电子动态站点显示器便直接在该实验平台中进行运行。而本文在设计运行所设计的轨道交通车内电子动态站点显示器时,系统将首先进行IO初始化操作,随后通过根据系统的实际运行要求,在对串口进行初始化后,立足系统串口情况查询相对应的串口寄存器。此时依照轨道交通车的具体运行情况,由信号接收器完成车辆过站与否、车辆运行开始时间、当前车辆行驶时间等各项信号的采集后,直接传输至单片机中由其负责进行进一步处理[3]。在IO控制下,PC传输的信息数据将统一经由串口通信的方式进行电平转换,最后在MCU的控制下将相应的交通轨道车辆运行信息与站点信息,直接显示在LCD液晶显示屏中供车内乘客查询了解。在车辆即将开始向下一站行驶时,同样按照这一运行流程进行流程循环,重新对串口寄存器进行查询,并在IO控制下根据车辆是否过站,在LCD显示中动态闪烁显示红灯或绿灯。

3、实验结果的分析评估

根据获得的相关仿真实验结果可知,本文所设计的轨道交通车内电子动态站点显示器确实可以动态、直观、清晰、准确地将车辆站点信息与运行信息显示在LCD液晶电子显示屏中,使得乘客在乘车时可以及时掌握相关乘车信息,为自身乘车出行提供有效便利。例如在火车站到火车南站之间,车辆预计到达时间被设定为01:00,即车辆从火车站抵达火车南站的时间预计为1min,在开始计时时,实验平台中的计算机将会直接向串口发送字符‘0’。随后根据系统软件中设计编写的程序,经过20s后计算机将会把字符‘1’传输至对应的串口中,而后再经过20s向串口发送字符‘2’,而当发现计算机将字符‘3’准确传输至串口中时,即代表此时系统已经完成所有计时工作。通过对LCD显示屏进行观察,可清晰看到下一站“花园小区”的字样显示,此时车辆已经经过的火车南站,在LCD显示屏中对应显示为绿灯,代表车辆已经通过该站。而花园小区一站在LCD显示屏中则显示成红灯,代表车辆即将行驶至下一站,尚未从该站通过。直到该车辆进入到终点站“科技园”后,LCD显示屏将自动关闭,不再循环播放车辆运行信息。在轨道交通车的动态形式过程中,随着车辆的不断前行,LCD显示屏中的小红点也会跟随其行车站点线路,在闪烁中持续行进。

因此通过结合整体仿真实验结果,可知本文设计的轨道交通车内电子动态站点显示器可以采用图文并茂的方式,运用鲜明的红绿色双色LCD显示屏,可以将轨道交通车当下的实时运行站点信息,清晰直观地显示在相应的电子显示屏中,方便乘客准确判断车辆运营信息。而本文所选用的LCD电子显示屏本身能耗相对较低,有助于整体降低电子动态站点显示器的运营成本。另外,在设计中本文也采用了单片机与计算机相结合的控制手段,即通过计算机负责向信号接收器发送具体车辆运行信息,单片机在完成信号的接收后及时对其进行有效处理,并最终以红点闪烁直至变为绿灯的方式显示在LCD显示屏中,为车内乘客动态、精准掌握车辆运行情况与站点信息提供了重要的帮助作用。相比于传统的车内广播或是粘贴平面车辆站点线路图等方式,采用轨道交通车内电子动态站点显示器可以将车内用于站点信息显示的其他装置的利用率降至更低,进而在一定程度上帮助扩大车内空间,而支持动态显示各类图像的LCD电子显示屏也能够在方便乘客乘车出行之余,达到美化车厢、优化乘客乘车体验的效果。

                           结  论

通过本文的分析研究可知,设计轨道交通车内电子动态站点显示器,不仅能够实时向车内乘客清晰直观地提供准确的站点信息,有效优化乘客的乘车体验。同时对于控制交通轨道车的运营成本,提升其智能化水平,促进智慧交通的长效发展也具有积极作用。本文通过科学选择使用液晶电子显示器、单片机等硬件构件,同时搭配使用专业的编程软件、通讯功能软件等,设计出一种完善的轨道交通车内动态站点显示器。并运用仿真实验的方式证明其具有较高的应用价值,可快速、精准地在车内动态显示具体站点信息,因此值得在整个轨道交通行业中得到广泛推广使用。