城市軌道交通AFC系統站級設備維修質量提升方法研究

謝南洋、羅玲、張玉娜

（武漢地鐵運營有限公司，湖北武漢430000）

0 引言

AFC 系統設備的穩定運行，是城市軌道交通安全高效運營的基礎，因此提升AFC 站級設備維修質量是AFC 設備管理方向的重點課題。本文以武漢地鐵1 號線部分車站AFC 站級設備故障為基礎，分析故障數據，剖析目前AFC 站級設備管理方面存在的問題，提出了相應的解決辦法，并按照辦法執行，得出了方法的執行效果。

1 AFC 系統概述

1.1 AFC 系統組成

自動售檢票系統，簡稱AFC 系統，是指綜合運用計算機技術、網絡通信技術、智能卡技術、數據庫技術、統計和財務等專業知識，實現軌道交通的售票、檢票、計費、收費、統計、清分結算和運行管理等全過程的自動化系統。AFC 系統站級設備主要包括自動售票機（TVM）、自動檢票機（AGM）和半自動售票機（BOM）等。

1.2 AFC 系統站級設備的維修方式

根據AFC 系統站級設備維護維修工作的特點，分為故障搶修、計劃維修、大修。

1.2.1 故障搶修

故障維修是指當AFC 系統站級設備發生故障或出現異常時，車站工作人員將故障報送至AFC 專業維修人員，維修人員及時現場排除設備故障，恢復設備正常運營。

1.2.2 計劃維修

計劃維修包括AFC 系統站級設備的日檢、月檢、季度檢、半年檢、年檢。計劃維修通過對設備周期性的巡檢，排除設備各模塊因零部件磨損、老化或即將失效等原因導致的故障，有效跟蹤監測設備的運行狀態。

1.2.3 大修

大修是指對設備進行全面保養維護，對使用壽命到期以及磨損嚴重的主要零件進行更換。

1.3 AFC 系統站級設備故障指標

1.3.1 萬人次故障數量

萬人次故障數量是指AFC 站級設備每進行萬次交易的平均故障次數，計算公式如下：

1.3.2 設備完好率

設備完好率是反映AFC 站級設備運行質量的重要指標，反映全部設備提供可靠服務的時間比例，正常情況下AFC 站級設備完好率均需≥99.90%，設備完好率的計算公式如下：

2 AFC 系統站級設備的故障分析

2.1 總體故障情況的分析

選取武漢地鐵1 號線頭道街至漢口北共9 個車站，2020年10月～12月TVM 和AGM 故障數據進行分析，TVM、AGM 設備各模塊故障數量占比見表1。

表1 TVM 和AGM 各模塊故障比例對比表

根據數據顯示，TVM 大部分故障分布在紙幣模塊、單程票模塊、硬幣模塊，AGM 大部分故障分布在回收機構、扇門機芯，以上模塊均為使用中需進行大量重復性機械動作的模塊[1]。

2.2 交易量故障的對比情況

根據2020年10月～12月武漢地鐵1 號線頭道街至漢口北9 個站點的設備故障數和交易量統計，得出9 個站點故障與車站客流量關系圖，如圖1所示。

圖1 AFC 系統站級設備交易量與故障對比圖

根據以上圖表分析可以看出，車站AFC 設備故障與設備交易量存在著一定的正相關線性關系。

2.3 AFC 系統站級設備主要模塊的故障分析

2.3.1 TVM 主要模塊的故障分析

TVM 大部分故障分布在紙幣模塊、硬幣模塊和單程票模塊，2020年10月～12月TVM 紙幣模塊、硬幣模塊和單程票模塊三大模塊各類型故障比例如圖2所示。

圖2 TVM 主要模塊故障比例

通過圖2 數據，可以看出三大模塊中發生較多的故障分別為卡錢卡票故障、通訊故障及其他類型故障。結合設備實際情況分析，卡錢卡票類故障主要是由乘客投入的錢幣破舊、帶有褶皺粘膠和模塊內部通道缺少維護、污漬較多兩方面原因造成的；通訊故障由設備重啟后模塊初始化未完成，未及時與上位機建立通訊連接造成；其他類故障主要為偶發性模塊硬件故障。

2.3.2 AGM 主要模塊的故障分析

AGM 大部分故障分布在回收機構和機芯模塊。2020年10月～12月AGM 回收機構和機芯模塊各類型故障比例如圖3所示。

圖3 AGM 主要模塊故障比例

結合圖3 數據和設備實際情況分析，卡票故障主要是由回收機構內舌擋偏移和回收通道缺少維護造成；三桿機芯故障大多為角度傳感器故障；扇門機芯故障主要由于角度傳感器和扇門等部件使用頻次高，導致部件離位故障頻發；其他類型故障主要為模塊硬件故障和通訊故障等。

2.4 AFC 系統站級設備故障的特點分析

2.4.1 故障數量與使用頻次存在一定的正相關線性關系。設備使用量增加，故障隨之增多。

2.4.2 設備故障模塊和部件具有趨同性，一是TVM 故障主要集中在紙幣模塊、單程票模塊、硬幣模塊，AGM 故障主要集中在扇門機芯和回收機構；二是設備故障部件多為扇門、電磁鐵、角度傳感器等使用中需進行重復性動作的部件。

2.4.3 設備運行狀態受軟硬件設計制造影響較大，設備軟硬件設計制造缺陷容易引起頑固性故障，導致設備故障增多。

3 AFC 系統的維修管理問題分析

通過對AFC 系統站級設備故障情況的分析，發現目前自動售檢票系統維修管理方面仍存在以下幾個方面問題：

3.1 高頻故障分析整改不全面

維修人員對設備高頻故障情況缺乏關注。一是維修人員對高頻故障不敏感，缺少具體數據統計分析，無法通過數據分析高頻故障設備情況；二是維修人員維修故障治標不治本，導致故障屢修不止。

3.2 設備維護檢修缺乏預見性

AFC 站級設備的預防性維護檢修工作缺乏預見性。一是大客流情況下未提前進行針對性的維護檢修，造成故障頻發；二是運營過程中不能及時了解設備運行狀態并消除隱患，規避故障；三是對設備部件生命周期不明確，無法了解部件運營狀態，并在損壞前進行預防性更換，且不能根據預防性更換的情況，為備件采購提供數據支撐。

3.3 設備軟件設計存在缺陷

設備的軟件設計缺陷影響設備的運營狀態。一是軟件缺乏自修的功能，不具備自動監測修復故障的功能，造成維修成本大幅增加；二是軟件存在功能性漏洞，導致設備出現業務處理出錯、長短款等問題，影響正常使用。

3.4 設備種類品牌多，不便于管理

AFC 設備品牌廠家眾多，各品牌設備結構性能不同，且備件不通用，給維修管理帶來難度。一是不同品牌設備結構性能各異，要求維修人員掌握多種品牌設備的維修技能，給設備維修增加了難度。二是不同品牌設備備件不通用，給備件采購和管理增加了難度[2]。

3.5 人員培訓管理難度大

一是AFC 設備維修要求維修人員具備設備硬件結構、軟件配置、低壓配電等眾多理論知識，培訓難度較大；二是在日常運營中維修人員無法使用車站設備進行專項實操培訓，僅能通過日常故障維修提升實操水平，實操培訓不夠全面。

4 AFC 設備維修管理質量提升的方法舉措

4.1 加強高頻故障設備跟進

針對設備高頻故障，建立高頻故障數據統計臺賬，定期統計分析設備故障，找出故障數排名靠前的故障設備、故障模塊，并準確定位故障原因，解決頻發故障。

4.2 提升設備維護檢修的預見性

在設備維修管理過程中，需合理制定維護檢修任務。一是在節假日大客流前，對重點車站設備優先檢修，保障大客流期間設備的穩定性；二是要全面了解設備的運營狀態，并通過計劃性維修，消除設備隱患；三是做好備件更換記錄，明確設備重要模塊備件的生命周期，在備件生命周期臨界前進行更換，避免因備件損壞而發生故障。

4.3 優化設備的軟件設計

針對設備軟件問題，通過優化軟件的方式解決。一是增加軟件的普通故障自檢修復功能，使設備發生簡單故障時能通過自檢方式解決；二是修復軟件功能性缺陷，避免業務處理錯誤、長短款等問題。

4.4 加強維修人員的橫向培訓

一是加強設備軟件配置、低壓配電、計算機網絡等理論知識培訓，提高維修人員分析解決問題的綜合能力；二是加強多品牌、多類型設備的維修培訓，使維修人員熟悉不同品牌、類型的設備，熟練解決各種設備故障。

5 實施效果分析

2021年1月，武漢地鐵1 號線頭道街至漢口北共計9 個站點，開始試點實施上述各項措施。

5.1 設備完好率指標對比

2020～2021 年武漢地鐵1 號線頭道街至漢口北9個站點設備完好率對比如圖4所示。2021年武漢地鐵1 號線頭道街至漢口北9 個站點中，除丹水池站AGM設備完好率較2020年有所下降，其他站點設備完好率均有所提升。結合現場實際情況對丹水池站故障情況分析，該站2021年的故障中，有較多故障需更換備件，故障修復時間過長，影響整體的設備完好率。

圖4 2020年和2021年設備完好率對比

5.2 萬人次故障指標對比

2020年和2021年武漢地鐵1 號線頭道街至漢口北9 個站點，萬人次故障數對比如圖5所示。

圖5 2020年和2021年萬人次故障數對比

2021年武漢地鐵1 號線頭道街至漢口北所有站點，萬人次故障數較2020年有大幅下降。

5.3 效果分析

分析對比武漢地鐵1 號線頭道街至漢口北9 個站點，2020年和2021年的設備完好率和萬人次故障數，各站設備完好率均有所提升，萬人次故障數大幅下降，說明上述提升維修質量的措施有效可行，對提升AFC 站級設備的維修質量有較大幫助。

6 結語

在軌道交通運營中，AFC 站級設備必須保證安全穩定運行，因此需要不斷提升設備故障維修效率，提高設備的穩定性，并積極創新，建立設備管理信息化平臺，實現設備狀態、備件生命周期、維護檢修頻次等信息的實時監控。在日常工作中，必須做到立足實際與開拓創新相結合，更好地完成設備的維修管理任務，保證設備正常運營，為乘客出行提供更好的城市軌道交通服務質量。