淺析南京地鐵二號線自動售票機 5V電源問題

陳嘯

摘要：5V電源做為南京地鐵二號線自動售票機（TVM）重要組成部分之一，其主要作用是為頂板顯示器等設備部件提供電源支持。5V電源的長期穩定的工作為自動售票機乃至地鐵運營穩定、可靠地運行提供了保障?；诖?，我們有必要對于二號線TVM 5V電源的故障頻繁的問題進行認真分析，并最終解決。在為AFC設備平穩、高效地運行提供了有力的保證，同時也對后續產品的設計和制作提供了很好的借鑒作用。

關鍵詞：自動售票機（TVM）;5V電源;電解電容;散熱

1 ?AFC系統和自動售票機簡介

AFC是Automatic ?Fare ?Collection（自動售檢票）的縮寫。AFC系統又稱自動售檢票系統。自動售檢票系統是基于計算機、通信、網絡、自動控制等技術，實現軌道交通售票、檢票、計費、收費、統計、清分、管理等全過程的自動化系統。其基本功能包括：

售票功能：用于乘客自助式購買地鐵單程票和乘客自助查詢車票。

檢票功能：乘客持車票在非付費區進站通道右側閘機刷卡區域上方出示票卡，驗證票卡有效后扇門打開，乘客進入付費區。出站步驟相同，單程票需回收。

統計功能：車站的AFC設備通過網絡將數據傳與車站SC，各車站SC將數據傳給線路中央計算機OCC，繼而傳給ACC。

自動售票機（縮寫為TVM）設于車站非付費區，用于乘客自助式購買地鐵單程票和乘客自助查詢車票。自動售票機應可通過參數設置為接受硬幣、紙幣、各種儲值類票卡等支付方式，并可以硬幣找零。

2 ?5V 電源問題的分析

2.1背景：

5V電源做為南京地鐵二號線TVM重要組成部分之一，位于TVM右下部的電源系統中。其主要作用是為頂板顯示器等設備部件提供電源支持。

5V電源的長期穩定的工作為自動售票機乃至地鐵運營穩定、可靠地運行提供了保障，反之其頻繁故障勢必對地鐵運營造成影響。

二號線AFC設備自正式啟用后，5V電源使用一直較為正常。但自2014年6月開始短短兩個多月時間內，連續出現了多臺5V電源故障?，F象描述為頂板顯示閃爍，現場維修時可聽到5V電源輸出監控繼電器頻繁開、合動作，而后頂板顯示熄滅，確認5V電源損壞。

2.2 原因分析：

經過對故障件的維修分析和現場故障的分析，5V電源的故障原因主要是5V電源內部的兩個電容工作溫度過高產生的故障。

故障件維修分析

測試現象：可上電，無帶載能力。

開機檢測：打開電源外殼，可明顯看到后端兩顆電解電容已鼓包。

分析：長時間高溫運行，導致電解電容壽命降低，電解液消耗快，形成鼓包現象，功能失效[1]。

現場故障分析

溫度測試：選取仙鶴門站三臺TVM的5V電源，在工作情況下電容附近的溫度進行測量，結果均為71攝氏度。

分析：電解電容長時間高溫運行，導致壽命降低。

結論

綜合產品應用現場情況，產品特性和故障產品分析，現判斷故障原因如下：

電源產品安裝散熱條件不足，導致產品長時間運行高溫環境內，由于電氣元件高溫下的壽命會受到明顯影響，器件失效，出現目前二號線TVM內采用的CP SNT 50W 5V 10A 電源在運行頻繁出現故障。

3 ?解決方案及試點推廣情況

3.1解決方案

根據對5V 電源故障原因的分析確定為電源散熱問題所致，我們提出了如下解決方案：

在電源箱體內部5V電源右側，使用特制風扇支架加裝一個24V直流風扇，增加空氣流動，降低5V電源的工作溫度，加裝位置如下圖紅線內部。

以下是加裝前后對比圖片：

全線更換5V電源的電解電容。

3.2試點效果

針對TVM中5V電源散熱環境差造成5V電源損壞頻繁的問題，8月底選取了曾經問題較多的仙鶴門、經天路兩個車站的3臺設備進行了加裝散熱風扇的試點工作。經多次測試，加裝散熱風扇的設備5V電源處環境溫度降低20度以上，效果較為良好。具體數據如下：

3.3推廣情況

經過前期測試和試點，于當年9月下旬對二號線全線設備進行了整改，運行直接效果良好。

4 ?結束語

通過對南京地鐵二號線 TVM 5V電源問題的分析和解決。一方面，為AFC設備平穩、高效地運行提供了有力的保證。另一方面，也引發我們的思考，對產品在設計和研發過程中需要充分考慮到設備部件的性能、特性，設計更加合理。

參考文獻：

[1]《電解電容器的應用條件與壽命的關系》電源世界 2005年第12期

[2]《電解電容器的使用壽命與環境溫度的相對關系》愛特電子 2000年9月