西安地鐵自動檢票機瞬時失電分析研究

井康

[摘要]本文闡述了西安地鐵自動檢票機瞬時失電機制、原理以及各種失電問題原因分級及研究，為自動檢票機后續供電的升級及改造提供參考。

[關鍵詞]自動檢票機（AGM）；不間斷電源（uPs）；扇門控制板（PCM）；失電

1研究背景

西安地鐵（北客站一北大街站）區間發生的電壓波動事件中，各站AGM失電后出現了不同的狀態：部分閘機未受影響，自動恢復；部分閘機進入正常休眠狀態：部分閘機進入異常休眠狀態（正常情況下AGM處于休眠模式時扇門打開，而此次進入休眠狀態的一部分AGM扇門關閉）。另外，處于休眠狀態的AGM遠程喚醒后長時間無反應。

2AGM失電處理機制

當AGM失電后，AGM主控軟件監控到UPS市電丟失，主控軟件會進入休眠狀態（主控判斷AGM市電丟失后，將不再進行UPS市電監控），并向PCM板下發命令，使扇門常開，有人進入通道時扇門關閉。

由于廠家未提供“AGM主控監測到UPS市電丟失”到“主控向PCM板發送休眠命令”的時間間隔，各臺AGM掉電后“檢測到市電丟失時間”和“向PCM板發送休眠命令時間”不完全一樣。

3AGM瞬間失電狀態實驗測試

搭建測試環境，設定失電又加電后導致三種狀態，分別為“AGM自動恢復”、“AGM正常休眠”、“AGM異常休眠”。

3.1AGM自動恢復

針對此情況，在模擬實驗室AGM進行測試，發現掉電時間為1s左右時（即斷電后再來電的時間間隔為1s），AGM有一定幾率自動恢復。

實驗分析：由于AGM主控軟件目前對UPS監控周期時間為1s，若失電發生在UPS監控間隔，則AGM還未檢測到市電丟失，市電又恢復了正常供電，AGM在UPS支撐下軟件依舊按照停電前的狀態運行。由于扇門由市電供電，因此斷電時扇門打開，上電后扇門閉合。此類情況下，閘機的表現為：扇門瞬間打開然后又閉合，設備整體又進入正常運營狀態，

邏輯原因分析如圖1所示：

綜上所述，推測“背景事件”3次掉電后，部分AGM之所以能自動恢復，是因為3次掉電均處于此類設備的UPS監控間隔。

3.2AGM正常休眠

“背景事件”出現了數次失電的疊加情況，為便于分析，下面將先對一次失電進入正常休眠的情況進行分析，再討論數次失電的疊加情況。

3.2.1一次失電進人正常休眠

實驗分析，發現“瞬時失電又來電”時間為2_4s左右時，AGM有較大幾率進入正常休眠模式。此類情況下，當AGM主控軟件監控到UPS市電丟失后。主控軟件會進入休眠狀態，并向PCM板下發命令，扇門常開，有人進入通道時扇門關閉。只要在工控機向PCM板下發命令前上電，PCM板就會接收此命令，打開扇門。邏輯原因分析如圖2所示：

3.2.2多次失電正常休眠

實驗分析：當出現多次掉電情況時，若AGM進入正常休眠，有以下兩種情況：

1）多次掉電時，僅最后一次掉電被AGM主控軟件檢測到。此情況與“一次掉電進入正常休眠”處理方式完全一致。

2）多次掉電中，AGM主控軟件檢測到中間某次掉電后，主控軟件進入休眠狀態，并向PCM板下發命令：而由于此次“AGM主控監測到市電丟失”一“主控向PCM板發送休眠命令”的時間間隔較長，最后一次市電恢復后，PCM板才接收到工控的休眠指令，因此設備能進入正常休眠狀態。

3.3AGM異常休眠

3.3.1一次掉電異常休眠

模擬實驗發現斷電后再來電時間間隔為3-5s左右時，AGM有一定幾率進入異常休眠模式，若斷電后再來電時間間隔為6s以上時，實驗證明AGM進入異常休眠模式。

此類情況下，當AGM主控軟件監控到UPS市電丟失后，主控軟件會進入休眠狀態，并向PCM板下發命令，而由于此時PCM板還未上電，無法處理此命令，因此此命令不起作用。PCM板上電后會關閉扇門并保持此狀態。

邏輯原因分析如圖3所示。

模擬出了臨界狀態，推測臨界狀態出現的原因為各臺AGM失電后“檢測到市電丟失時間”和“向PCM板發送休眠命令時間”不完全一樣，因此右側的AGM在上電后向PCM板發送休眠命令，而左側AGM則在上電前就向PCM板發送休眠命令。

3.3.2正常休眠后再失電引起異常休眠

經實驗測試后發現：若AGM已進入正常休眠狀態并再次掉電，則上電后AGM必定進入異常休眠模式。

由于最后一次掉電時，AGM已進入休眠模式，不會再向PCM板發送休眠命令。而PCM板此次失電時，此前的休眠狀態參數會丟失，PCM板上電后會關閉扇門并保持此狀態。

故此推測：電壓波動后進入異常休眠狀態的部分AGM，是在第一次或第二次掉電時，就已檢測到市電失電并進入休眠模式：而在下一次瞬間失電后PCM板此前的休眠狀態參數丟失，AGM進入了異常休眠狀態。

4AGM休眠喚醒分析研究

4.1喚醒成功率測試

針對“背景事件”休眠AGM遠程喚醒后長時間無反應的問題，通過模擬實驗，在通過sc對休眠AGM進行的20次喚醒中，出現了2次無法喚醒的情況，喚醒成功率為90%，喚醒時長為3-5分鐘。

4.2遠程喚醒原理分析

4.2.1軟件原理

AGM能實現遠程喚醒，是采用了遠程喚醒WOL技術（WOL局域網遠程開機技術）。由網卡配合其他軟硬件，通過給處于待機狀態的網卡發送特定的數據禎，使工控機從停機狀態啟動。

經過實驗測試，SC上只需安裝Magic Packet Utility工具，即可通過此工具實現AGM的喚醒。

4.2.2硬件原理

工控機的供電電源有24VDC和5VDC兩種，正常工作狀態下，由24VDC為工控機供電，5VDC不供電；休眠模式下，24VDC掉電，僅有5VDC為網卡供電（供電電流約為150mA，功率較小）。

[責任編輯：王偉平]