有轨电车人机交互技术研究

鱼红强

摘要：列车监控系统的主要组成部分是有轨电车人机交互技术，通过人机交互技术我们可以监视和控制列车的安全运行。随着社会不断进步和发展，有轨电车人机交互技术需要不断地处理各种信息，同时列车驾驶员也需要通过下达更加易懂简单的指令给车辆。本文主要简述了智轨电车人机交互技术的结构和页面分布，介绍人机交互的主要功能，并对应用前景展开探讨。

关键字：智轨电车；人机交互；监测功能

引言

列车监控系统的主要组成部分是有轨电车人机交互技术，通过人机交互技术我们可以监视和控制列车的安全运行。随着社会不断进步和发展，有轨电车人机交互技术需要不断的处理各种信息，同时列车驾驶员也需要通过下达更加易懂简单的指令给车辆。本文主要简述了智轨电车人机交互技术的结构和页面分布，介绍人机交互的主要功能，并对应用前景展开探讨。在人机交互技术方面，轨道交通行业偏向传统的工业化设计，这就这也使得其自身的美观与实用性会有所降低，现代汽车行业的设计与智轨电车新型交通工具的特点也有些不符。所以，本文主要融合二种特点于一身，研究一种应用于智轨电车人机交互系统。详细介绍人机交互系统的整体加工技术要点和功能^[5]。

一、发展概况

有轨电动汽车人机交互技术是火车司机与列车运行系统相互之间人机信息互动的重要渠道，而在早期，有轨电车电子设备很少装置也相对来说比较简单，仅仅使用仪器和说明灯来呈现有关的信息内容。随着现代科学技术的不断发展有关大量车载电子产品也陆续出现，传统的显示设备略显落后，人机交互系统的设计优点显著，更符合有轨电车的性能需求^[3]。

二、智轨电车智能人机交互技术结构

人机交互技术与显示控制装置支持触摸屏输入功能，同时使用高像素显示模块，核心的人机交互功能还包括列车驾驶员疲劳监测算法以及语音识别和人脸图像识别功能。其中的疲劳监测算法主要通过监控功能对，列车驾驶员情况，及时控制和了解，帮助列车的正常平稳运行。在应用界面还包括了人机交互系统的主页面和车辆状态，运行区间等等重要的模块^[6]。

人机交互技术有轨电车人机交互设计必须要考虑到列车的需求，由于列车是在地面上进行运动，这就要求了更简洁，更高效的显示界面以此能让列车驾驶员迅速的了解当前列车处于一个什么样的状态，考虑到这点，有轨电车人机交互系统的设计，应该遵循以下几种原则。

1.整体性

人机交互系统的整个设计要保持整体性，的布局要合理并且它的颜色搭配也应该注意是否和谐，能否给驾驶员以轻松的视觉效果，与此同时人机交互系统的文字大小也应该注意是否和谐，保证能够减少驾驶员疲劳感和失误率。

2.图形化设计

考虑到大部分的有轨电车是在地面上运动的，列车周围的实时路况情况需要驾驶员及时掌握，这就需要人机交互系统必须利用图形化的理念，来帮助列车驾驶员及时掌握路况信息，确保列车平稳运行，避免遇到事故^[3]。

3.车辆系统划分

(一)有轨电车到站情况显示区

有轨电动车辆到站情况展示区设在展示范围的上端，展示内容包括：当前站、下一站及终点等信息内容。

(二)有轨电车信息提示显示区

有轨电车信息提示区需要注意的是，上午应该显示限速提示和故障提示，以及紧急对讲功能和时间等信息。

(三)主显示区

有轨电车信息提示区的主显示区应该位于界面的中部，主要显示列车运行的方向，还有车门的状态等等^[2]。

(四)各系统切换按钮

主要存在于显示屏界面的下方，用于实际切换各系统界面。

4.疲劳监测功能

系统中的疲劳监测功能主要是指，系统利用监控系统实时对驾驶员的面目特征以及同步运动等信息进行分析与计算，以此来确定列车驾驶员是否存在危险行为和疲劳驾驶的情况。一旦发生危险行为，系统将会自动通报指挥中心，这样做可以极大地降低列车运行的危险性。人机交互界面，系统将会实时采集你的驾驶员的面目表情和头部动作信息，然后通过对数据计算和分析，利用系统中的算法来确定列车驾驶员眼睛部位，并截取眼部图像；针对每只眼睛，选取眼角特征点并在相应区域进行简单扩展，从而得到用于检测眼睛开闭程度的标准化图像从标准化的眼部图像中提取方向梯度直方图特征，利用训练出的分类器模型对眼部图像进行检测并给出开、闭眼概率；通过滞环比较并结合相邻若干帧内的识别结果进行平滑滤波，从而得出本侦测结果；最后结合一段持续时间内的逐帧检测结果，得出驾驶员的疲劳程度结果。人机交互系统将会对出现危险情况较低的列车驾驶员在人机交互界面上通过图标进行提示，而对中度危险程度的司机，将会以声音警报和图标警报，发出：“危险—危险”的声音，和闪亮的光线^[1]。

5.语音识别功能

人机交互系统中的语音识别功能主要是一种由计算机通过模拟的网络模型，将发出的语音信号处理为机器所理解的文本或者命令的系统。经过近几年互联网上的语音识别功能的不断发展，智轨电车也充分地运用了语音识别功能。主要工作过程是列车驾驶员利用关键词来激活机器语音识别功能，将系统上的显示状态图标激活，在激活之后，驾驶员再说出关键词，就可以进行显示屏上的界面跳转。例如当列车驾驶员说出车辆状态四个字之后，交互系统的显示屏界面就会自动跳转为车辆状态经历。这其中的语音控制功能，主要是通过列车驾驶员的命令语句，系统转化为关键词从而进行对车辆的控制，这样做有利于防止在列车行驶的过程中司机出现失误行为，提高列车驾驶的安全性。

三、发展展望

未来人机交互系统的发展将会需要简化系统，将电台通信系统以及车载视频监控系统结合为一体，但是考虑到在这些系统相融合的过程中，显示的信息将会更加复杂，以及信息内容不断更新。这就要求人机交互系统需要不断地进行更新和与此同时，显示屏的分辨率也应该增加。与此同时页面布局也将会更加便捷，合理，科学技术的不断发展，将会引进更多的智能应用参与到人机交互系统中。智能人工系统也将会主要从刚新功能和优先布局方面发展，除此之外人机交互系统还会引进智能化应用。这就包括了人脸注册等人性化设计。其中人性化设计将会大幅度更新已达到紧跟潮流的目的，相关界面也将更加美观舒适^[8]。

四、结束语

由于近几年有轨电车良好发展，相关人员与人机交互系统也备受社会好感，主要表现在系统能够迅速地发现问题和及时解决问题。比如在通信状态的主页面，电车驾驶员可以迅速，及时的了解到车辆的路况信息以及车辆状况，对于突然发生的通讯故障也能够迅速缩小范围，帮助现场人员及时修复。加上对人机交互系统的不断升级，可以大大地将操作性简化，比如在列车充电的过程中可以减少充电步骤操作，让其更加简单。不仅如此，人机交互系统也将会更加的人性化，这主要体现在列车车厢空调机位的安排，不仅让列车驾驶员感受了人机交互的人性化，也让我们感受到智轨电车人机交互系统的不断更新与成长。

参考文献

1. 彭桢, 陈小玄, 李一叶,等. 智轨电车人机交互技术研究[J]. 控制与信息技术, 2020(1):5.

2. 邵博. 基于计算机技术的人机交互应用探究[J]. 2020.

3. 贡国栋. 基于人脸识别的人机交互探索与研究. (Doctoral dissertation, 太原理工大学).

4. 钟汉文, 李晓光, 肖磊, 杨勇, 张陈林, & 黄瑞鹏等. (2020). 智轨电车动力学性能研究. 控制与信息技术(1), 5.

5. 周易维. (2019). 基于人机特征的交互技术研究. (Doctoral dissertation, 沈阳工业大学).

6. 戴家树, 严楠, 刘涛, & 谷灵康. (2018). 人工智能时代的"人机交互技术"课程教学改革研究. 电脑知识与技术：学术版(10X), 3.

7. 张艳松. (2019). 人工智能技术在教学中的应用研究——以高职数学教学为例. 信息记录材料, 20(6), 2.

8. 戴家树, 严楠, 刘涛,等. 人工智能时代的"人机交互技术"课程教学改革研究[J]. 电脑知识与技术：学术版, 2018(10X):3.