[发明专利]一种铁路机车用人机交互单元及交互方法

说明书

技术领域

本发明涉及动车组控制领域，具体的说是涉及一种适用于列车节能优化操纵系统使用的铁路机车用人机交互单元及交互方法。

背景技术

随着各国专家学者对于列车节能操纵优化系统的研究，鉴于列车主动节能操纵优化的诸多优势，世界发达国家均大力推进列车节能优化操纵系统的推广应用。现有技术中公开的如自动驾驶的控制系统及方法，其中的控制系统大多包括：显示单元、反馈单元、控制器和优化单元；其中显示单元用于显示目标速度曲线及列车运行过程中的状态信息；控制器用于根据目标速度曲线和反馈单元反馈的状态信息制定对列车的控制指令；优化单元对控制器输出的控制指令利用指令优化策略与工况组合构建的关系矩阵进行优化，得到优化的控制指令。通过增加优化单元获取多目标数据，即多种参数，构成曲线合成单元计算得到的目标速度曲线，结合反馈的状态信息得到控制指令，对控制指令进行优化，在特定场景下，实现自适应的自动驾驶控制，便于对车载控制器的控制，提高控制效果。

但是上述优化系统尚存在与其它机车车型显示屏的不兼容性，不能有效反馈参数信息的弊端，如我国与GE公司合作，基于GE公司研发的HXN5型内燃机车，通过研发其它数据转换装置，与引进的GE公司优化装置构成了优化系统，该优化系统只适用于HXN5型机车，不能与其他机车车型显示屏的兼容，这就造成了一个车型必须配置一个对应的优化系统的弊端，因此需要开发一种适用于多种车型，有效与系统内的优化控制器进行信息交互的交互单元，司机可以通过该交互单元实时察看目标速度、实际速度、公里标、优化档位、实际档位、能耗及优化控制器状态等信息。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种铁路机车用人机交互单元，该铁路机车用人机交互单元通过与机车优化系统的优化控制器进行数据通信交互使得司机能够实时关注机车相关数据，提高驾驶效率，节约能源。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：

一种铁路机车用人机交互单元，其与机车优化系统的优化控制器进行数据通信，其特征在于：

包括

提供电能的供电电源；

接口驱动模块，其用于完成与机车优化系统的优化控制器进行数据通信过程；

按键输入模块，其用于识别用户操作，转换成对应的控制信号后发送至MCU主控芯片；

MCU主控芯片，其用于控制优化控制器进行行程初始化，在其行程初始化完成后按照按键输入模块发布的控制信号控制优化控制器进入或者切换至对应的机车运行模式，并接收优化控制器反馈的机车运行状态参数，所述的机车运行模式包括机车待机模式、手动控车运行模式以及自动控车运行模式；

显示管理模块，其受控于所述MCU主控芯片，用于实时显示当前机车运行模式及对应的机车运行状态参数；

以及监控管理模块，其用于定时接收优化控制器发布的校验数据，通过预设的程序，比对所述校验数据是否与所述MCU主控芯片当前接收到机车运行状态参数数据一致；数据不一致则通过所述MCU主控芯片控制显示管理模块进行报警显示并同时向优化控制器发布报警信号。

进一步的，所述MCU主控芯片在接收到优化控制器发送的开机完成信号后控制优化控制器进行行程初始化，避免了优化控制器在开机未完成时，人机交互单元便发送了无效的初始化指令，提高单元效率。

进一步的，所述MCU主控芯片通过预设数据变换程序比对前一时刻接收到的机车运行状态参数与当前接收到的机车运行状态参数的数据变化情况，并控制显示管理模块仅对存在变化的参数进行更新显示，避免了大面积刷新显示屏，进而提高了程序执行效率。

进一步的，所述显示管理模块包括OLED显示屏以及与各个机车运行模式对应的led灯。

进一步的，所述供电电源、接口驱动模块、按键输入模块、MCU主控芯片以及监控管理模块集成于内嵌主控板上，该内嵌主控板布设于机壳内部；

同时所述机壳上分别布设受控于所述MCU主控芯片的OLED显示屏以及LED指示灯，与供电电源对应的电源接口，与接口驱动模块对应的CAN接口，与按键输入模块对应的按键；所述按键与机壳之间设置电磁屏蔽膜；所述OLED显示屏与内嵌主控板之间采用FPC连接。

本发明还要提供一种基于所述的铁路机车用人机交互单元的铁路机车用人机交互方法，其特征在于：

利用接口驱动模块完成与机车优化系统的优化控制器进行数据通信；