一个技术公开的项目——智能往复轨的实现（控制面板）

杨永年

在前面的介绍中已经说明：整个往复轨的运作是由中央控制器来统一协调指挥的，中央控制器将整个往复轨的运行拆分成一个一个的进路来实现的，而每个进路又都是随机选择的。这里就出现了一个问题：最初的时候，中央控制器是如何知道整个往复轨上一共放置了多少机车？这些机车又分别放置在六条（1，2，3，4，A，B）分路轨的哪条上呢？还有一个问题：操作过模拟火牛的朋友都知道，不同品牌的机车，不同型号的机车所使用的电机功率可能会不同，即便是同一种型号的电机，由于根据机车类型的不同而采用了不同齿轮的传动比，这些因素加在一起，使得不同品牌，不同类型的机车在启动时所需电源的 VA 值也是不同的。传动比低一些的机车在启动时的 VA 值就低一些，传动比较高的则启动时的 VA 值就会高些。所以在控制系统中，中央控制器会储存三套不同的行车控制程序，以针对启动 VA 值较低，中等，较高的机车进行分别的控制。那中央控制器在最初的时候是如何知道放置在系统中的机车是属于哪一类的呢？针对以上的两个问题，我们引进了“控制面板”操作，控制面板也是往复轨系统和使用者之间的人机对话系统。通过它，我们就可以将上面提到的问题在往复轨运行之初就告诉给中央控制器。

为了操作上的简洁，整个操作面板就只有两个按键和一个指示灯，见下图。

上图只是一个模拟示图，具体样式可能在制作时会有所更改。下面就详细介绍如何来通过这个简单的控制面板上的两个按键和一个指示灯来告知中央控制器所需的运行控制参数。（关于控制面板的电路原理图已经在“传感器”一节中公布了，可去查看）
为了说明上的方便，还需将往复轨的整体图展示如下：

一  您可以先将机车放置到往复轨上再打开往复轨的电源，也可先打开电源再放置机车，不管哪个优先，往复轨系统在打开电源时是不会运行机车的，它此时处于输入操作状态，等待控制面板上的数据输入。只有在同时按下“选择键”和“确认键”三秒钟后，往复轨系统才会启动运行机车。

二  系统规定，最初机车只允许放置在 1，2，3，4 号分路轨上，A，B分路轨是不允许放置的。下面结合一个具体列子来说明如何进行机车参数的设定。假设我们现在有DF-11型机车放在 1 号分路轨，ND5 放在 2 号分路轨，建设蒸爷放在 4 号分路轨。

三  系统电源接通后，控制面板上的指示灯会显示红色，并且闪亮，这表明系统目前默认的是对 1 号路轨上机车参数的设置，每条分路轨所对应的颜色请见上图。现在您可以按下选择键，每按一下，指示灯就会改变一种颜色并继续闪亮，不同的颜色对应了不同的分路轨，由于最初机车只能放置在 1 — 4 号分路轨上，所以指示灯只会在 红→黄→绿→蓝 间循环显示。当您确认分路轨后，按下“确认键”，此时指示灯会停留在路轨所对应的颜色上不再闪亮，表明路轨已确认了。在这里我们首先选择 1 号分路轨（红色）。

四  路轨确认后，指示灯就不会再闪亮了，这时您若再按下“选择键”您会发现，指示灯会随着您的按键而显示三种不同的亮度，分别为“较暗”，“亮” 和 “较亮”。由于我们选择的是 1 号分路轨，所以指示灯显示的是 “暗红”，“红” 和 “亮红”。其实三种不同的亮度就代表了三种不同的启动模式。较暗的表示启动 VA 值较低的机车，如调机机车，蒸汽机车等，亮的表示启动 VA 值适中的，如 DF4B等，较亮的表示启动 VA 值较高的，如 DF11或动车之类。由于我们将在 1 号分路轨上放置的是 DF11，所以我们选择较亮的红灯，这表明了用较高的 VA 值启动 DF11 机车，最后按下“确认键”以表明进行了选择确认。
需要说明的是：目前系统只提供了三套机车启动程序，可能很多机车的启动 VA 值介于这些程序所定的 VA 值之间，这样的话建议您选择较小的那个 VA 值，这能保证您的机车可靠地启动运行，若选择较大的 VA 值，那机车很可能就停在原地动不了了。关于如何选择启动 VA 值，您可先做一些试验，先将整个往复轨只运行一辆机车，选择到最佳的 VA 启动值，然后记住它，以后就可以直接使用了。

五  在您认定了路轨，并给属于该路轨上的机车选定了启动值后，这时您再按下“选择键”，您会惊喜的发现有火车的汽笛声响了，您每按一次“选择键”，就会听到不同的火车鸣笛声。您可以选择一个和您所要设定路轨上的火车鸣笛声差不多的音响笛声。比如我们这里选择一个和 DF11 差不多音响的鸣笛声，最后按下“确认键”以确认该笛声属于 1 号分路轨的 DF11机车。这样在以后的运行中，只要有 DF11 的进路操作在进行中，系统就会随机的发出它所属的鸣笛声。
需要说明的是：所有的火车鸣笛声都是由音响合成器事先模拟的，然后将其录制在音响芯片中，当需要鸣笛时，中央控制器只要对音响芯片发一条对应的指令就可以了，音响芯片会自动将所需的音响发到喇叭中。
由于火车种类繁多，仅国内的各种火车发出的笛声就不下几十上百种，所以我只收集模拟较典型的鸣笛声，比如 DF11 或 ND5 等的典型鸣笛声。接下来我会在网上征集国内各类典型机车的鸣笛声，用音响合成器将它做成一个集，既可以用在本往复轨系统中，也可以让大家共享。

六  好了，到这里对 1 号分路轨及 1 号分路轨上的机车已经设置完毕了。您现在可以将 DF11机车放置到 1 号分路轨上了（如果您先前没放的话）。其实您现在就启动往复轨也是没问题的，您只要同时按下“选择键”和“确认键”三秒钟后，你就会看到信号机和道岔开始开通了，一会儿 DF11 开始运行了……
当然我们前面已经设定好了，目前这个往复轨系统需要同时运行三辆机车，还有 ND5 和 建设 还没设置呢！

七  前面在选择了鸣笛音响并按下“确认键”后，指示灯就会变成黄色并且开始闪亮，表明现在将对 2 号分路轨进行设置了。聪明的朋友一看就知道应该从上面的 “三” 继续设置下来，下面我也就不再一一例举了，别忘了，2 号路轨是 ND5，4 号路轨是 建设爷爷。

最后说明一下：您只要不同时按下“选择键”和“确认键”三秒钟以上，控制面板系统始终处于对 1 — 4 号路轨及对应机车的周而复始的输入状态，这样如果您前面对某条路轨及机车输入的参数有误，您还能回过来进行不断地修改，直到满意为止。