自動售檢票系統自動報故障系統的開發與應用

曾震宇，李潤錦，黃少斌

（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州 510310）

1 概述

自動售檢票系統（AFC 系統）廣泛應用在城市軌道交通中，它直接服務于乘客，設備的狀態直接影響著城市軌道交通的服務水平。目前廣州地鐵已開通的八條線路有5 000 多臺AFC 設備，由于AFC 設備的使用量大，操作用戶較廣，設備的故障數量也是較多的，如卡紙幣、卡硬幣、卡車票等。全線網5 000 多臺設備月均故障件次達12 000 左右。設備出現故障后，主要是通過維修人員巡站發現處理或由車務人員發現后上報，其中車務人員上報的占了60%以上。車務人員通過人工電話上報給AFC 維修調度，再由調度通知相關的人員進行處理。因此故障上報的及時性和故障信息的準確性會受一定人為原因的影響，人員響應的效率也較低。AFC維修調度每天約接報300多臺次的故障信息，再電話通知維修人員處理，這方面的工作量也是較大的。

如何能提高效率、提高信息的準確性、減少故障響應時間、減少工作人員的工作量、優化維修模式？

專業組的技術人員針對以上存在的問題著手研究一種新的自動化調度模式，設計開發一套AFC 設備自動報故障系統，實現自動向維修人員報送故障提醒信息的功能。維修人員和維修調度能及時了解設備故障情況，在故障處理中占據主動，對提高AFC 系統故障處理效率起到重要作用，進一步提高設備服務水平，也有效提高了AFC系統維修管理的水平。

需解決問題如下。

（1）各線路中央計算機（LCC）采用的數據處理方式不一樣，標準不統一，需對全線網設備的故障進行匯總和統一。

（2）各供貨商生產的設備數據存放的標準不一致，設備狀態數據有存在數據庫中的，也有LCC 通信程序的實時數據等多種數據。設備的狀態類型比較多，且多個狀態相近，造成數據的分析和處理比較困難，難以確保故障上報的準確性。

（3）所有基礎數據均存在生產網絡中，生產網絡與辦公網絡需要安全隔離，需解決數據收集到辦公網絡中的問題。

（4）故障自動上報的通知和發布方式需要獨立開發和設計，并且要充分考慮數據的關聯性，保證故障通知的精準，只通知到當班的員工。

（5）自動報故障系統需要處理大量的設備狀態數據，數據的及時性與準確性要求很高。因此穩定性比較重要，需要設計一些安全保護機制，使程序具有必要的自我保護及恢復的能力。

（6）地鐵線網還在不斷地擴充，要保證新線的加入不影響本系統的運作，系統能為新線所用，順利接入，所以該項目在實施過程中一定要充分考慮到未來線網的擴充因素，盡量為新線開通預留處理空間。

2 技術解決方案

2.1 技術參數

AFC 自動報故障系統包括以下幾個功能：參數配置維護功能；設備狀態數據的采集、傳輸、處理和自動分析功能；故障網頁發布和短信通知功能。

2.2 技術創新性

將生產網絡中的AFC 系統設備狀態數據與辦公網絡的辦公系統整合起來應用于生產管理，是一次有意義的實踐，是將AFC 系統智能化和自動化應用于實際生產工作的嘗試。

2.3 技術應用情況

本項目采用GSM MODEM 進行短信通知，采用串口傳輸技術將數據在生產網絡和辦公網絡之間進行傳輸，所用到的技術已經相當成熟，市場上也有很多相關技術的產品。

本項目立足于以外購硬件設備、自主開發程序的方式進行。這種方式一方面可為公司節省軟件開發成本，另一方面使公司能掌握和整合核心技術，為以后相關系統的開發和擴展提供技術積累。

2.4 設計方案

設計兩個備選方案，如表1所示。

表1 設計方案對比

2.5 方案選擇及具體設計

比較兩個方案，從安全性和可靠性來看，方案二不如方案一。在生產網對數據進行分析和處理，辦公網只是接收分析出來的結果，雖然可保證數據的傳輸，但數據的可靠性卻得不到保障，辦公網無法獲知原始的狀態數據，不能進行深入分析，并且難以與其他數據進行關聯和整合。采用網口傳輸數據，雖然傳輸速度快且穩定，但是采用網口連接生產網和辦公網增加了生產網的風險，容易被病毒侵入。訂制服務進行短信發送，雖然短信的發送快速有效，也降低系統設計的復雜度，但系統對網絡的依賴度很高，容易受到網絡的影響，并且成本較高。采用GSM Modem硬件進行短信發送，不但成本低，短信發送可不受網絡影響。最后選擇方案1，系統結構如圖1所示。

圖1 自動售檢票系統自動報故障系統結構圖

（1）整體設計

AFC 自動報障系統主要由生產網絡端程序、辦公網絡端程序、辦公網絡數據庫服務器、網頁故障發布系統、故障短息自動發布系統組成。

生產網與辦公網串口統一數據傳輸規范，信息發布模塊具有統一的故障信息發布接口，可擴展發布其它信息。

（2）自動報故障流程

生產網絡端程序負責集各條線路的設備狀態變化信息或是全狀態信息，數據通過串口傳輸至辦公網絡端程序處理入庫，數據庫服務器對數據進行分析處理生成故障數據，并按統一的接口發送到信息發布模塊以及網絡發布模塊。

（3）設備狀態信息采集

生產網絡端程序負責對設備狀態變化以及全狀態信息進行采集。采集的方式有兩種，一種是通過連接線網LCC 數據庫服務器，查詢狀態信息變化表獲取，另一種是通過發送請求報文至LCC 服務器獲取設備全狀態的報文信息。

目前各線路應用的LCC 的數據庫服務器主要有Oracle 和Sybase 兩種，另外LCC 服務器的應用程序不同線路也是有區別的。因此生產網絡端的程序將會同時訪問不同的數據庫服務器，獲取到不同數據結構的狀態信息包。

根據獲取的狀態信息，解析狀態信息后，規范報文傳輸標準，將狀態信息通過串口線發送至辦公網絡端程序。

（4）設備狀態信息分析

辦公網絡端程序接收來自串口傳輸的狀態數據，解析后直接存入數據庫服務器。數據庫服務器編寫存儲過程，對新增的設備狀態信息進行分析與處理，根據設備故障狀態發生的時間間隔，提取設備故障關鍵信息，直接生成故障記錄并入庫。

（5）故障信息發布

故障信息的發布，一方面是通過網頁系統直接發布故障信息，另一方面通過短信通知。短信通知模塊由一臺信息發布服務器和一個GSM Modem 組成，通過獨立的軟件循環在數據庫中查找設備的故障信息并根據關聯關系，將故障信息通知到指定工作人員。

3 自動報故障系統應用效果

系統實際應用效果如圖2、圖3所示。

圖2 AFC自動報故障系統根據設備狀態數據自動生成的故障記錄

圖3 AFC自動報故障系統自動向設備所屬區域當班的維修人員報送的提示信息

工作效率與工作量對比如表2。

表2 系統應用前后對比

4 結束語

自動售檢票系統自動報故障系統的軟件由項目組技術人員自主開發完成，實現了設備故障情況及時自動報送提醒信息給維修人員，以自動化和智能化的方式代替部分人工的日常生產工作，達到了提高維修響應效率，保障信息準確性、減少工作人員工作量、優化維修模式的目的。有利于提升自動售票機設備的運營服務的水平，提升客戶的滿意度。

［1］馮娟，趙時旻，楊虎猛，等.城市軌道交通自動售檢票系統狀態監控技術研究［J］.城市軌道交通研究，2006，（12）：61-64.

［2］江斌.淺談地鐵自動售檢票系統在穩定期的數據管理和應用［J］.金卡工 程，2011，（Z1）：8-10.

［3］王國光.自動售檢票系統及關鍵技術研究［D］.北京：鐵道部科學研究院，2005.