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(tǒng)（AFC 系統(tǒng)）廣泛應(yīng)用在城市軌道交通中，它直接服務(wù)于乘客，設(shè)備的狀態(tài)直接影響著城市軌道交通的服務(wù)水平。目前廣州地鐵已開通的八條線路有5 000 多臺AFC 設(shè)備，由于AFC 設(shè)備的使用量大，操作用戶較廣，設(shè)備的故障數(shù)量也是較多的，如卡紙幣、卡硬幣、卡車票等。全線網(wǎng)5 000 多臺設(shè)備月均故障件次達(dá)12 000 左右。設(shè)備出現(xiàn)故障后，主要是通過維修人員巡站發(fā)現(xiàn)處理或由車務(wù)人員發(fā)現(xiàn)后上報，其中車務(wù)人員上報的占了60%以上。車務(wù)人員通過人工電話上報給AFC 維修調(diào)度，再由調(diào)度通知相關(guān)的人員進(jìn)行處理。因此故障上報的及時性和故障信息的準(zhǔn)確性會受一定人為原因的影響，人員響應(yīng)的效率也較低。AFC維修調(diào)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(zhǔn)確性、減少故障響應(yīng)時間、減少工作人員的工作量、優(yōu)化維修模式？

專業(yè)組的技術(shù)人員針對以上存在的問題著手研究一種新的自動化調(diào)度模式，設(shè)計開發(fā)一套AFC 設(shè)備自動報故障系統(tǒng)，實現(xiàn)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(diào)度能及時了解設(shè)備故障情況，在故障處理中占據(jù)主動，對提高AFC 系統(tǒng)故障處理效率起到重要作用，進(jìn)一步提高設(shè)備服務(wù)水平，也有效提高了AFC系統(tǒng)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(shù)據(jù)處理方式不一樣，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，需對全線網(wǎng)設(shè)備的故障進(jìn)行匯總和統(tǒng)一。

（2）各供貨商生產(chǎn)的設(shè)備數(shù)據(jù)存放的標(biāo)準(zhǔn)不一致，設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)有存在數(shù)據(jù)庫中的，也有LCC 通信程序的實時數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)。設(shè)備的狀態(tài)類型比較多，且多個狀態(tài)相近，造成數(shù)據(jù)的分析和處理比較困難，難以確保故障上報的準(zhǔn)確性。

（3）所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均存在生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中，生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)與辦公網(wǎng)絡(luò)需要安全隔離，需解決數(shù)據(jù)收集到辦公網(wǎng)絡(luò)中的問題。

（4）故障自動上報的通知和發(fā)布方式需要獨立開發(fā)和設(shè)計，并且要充分考慮數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，保證故障通知的精準(zhǔn)，只通知到當(dāng)班的員工。

（5）自動報故障系統(tǒng)需要處理大量的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的及時性與準(zhǔn)確性要求很高。因此穩(wěn)定性比較重要，需要設(shè)計一些安全保護(hù)機制，使程序具有必要的自我保護(hù)及恢復(fù)的能力。

（6）地鐵線網(wǎng)還在不斷地擴充，要保證新線的加入不影響本系統(tǒng)的運作，系統(tǒng)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(wǎng)的擴充因素，盡量為新線開通預(yù)留處理空間。

2 技術(shù)解決方案

2.1 技術(shù)參數(shù)

AFC 自動報故障系統(tǒng)包括以下幾個功能：參數(shù)配置維護(hù)功能；設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和自動分析功能；故障網(wǎng)頁發(fā)布和短信通知功能。

2.2 技術(shù)創(chuàng)新性

將生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中的AFC 系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)與辦公網(wǎng)絡(luò)的辦公系統(tǒng)整合起來應(yīng)用于生產(chǎn)管理，是一次有意義的實踐，是將AFC 系統(tǒng)智能化和自動化應(yīng)用于實際生產(chǎn)工作的嘗試。

2.3 技術(shù)應(yīng)用情況

本項目采用GSM MODEM 進(jìn)行短信通知，采用串口傳輸技術(shù)將數(shù)據(jù)在生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和辦公網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行傳輸，所用到的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，市場上也有很多相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)品。

本項目立足于以外購硬件設(shè)備、自主開發(fā)程序的方式進(jìn)行。這種方式一方面可為公司節(jié)省軟件開發(fā)成本，另一方面使公司能掌握和整合核心技術(shù)，為以后相關(guān)系統(tǒng)的開發(fā)和擴展提供技術(shù)積累。

2.4 設(shè)計方案

設(shè)計兩個備選方案，如表1所示。

表1 設(shè)計方案對比

2.5 方案選擇及具體設(shè)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(chǎn)網(wǎng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，辦公網(wǎng)只是接收分析出來的結(jié)果，雖然可保證數(shù)據(jù)的傳輸，但數(shù)據(jù)的可靠性卻得不到保障，辦公網(wǎng)無法獲知原始的狀態(tài)數(shù)據(jù)，不能進(jìn)行深入分析，并且難以與其他數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和整合。采用網(wǎng)口傳輸數(shù)據(jù)，雖然傳輸速度快且穩(wěn)定，但是采用網(wǎng)口連接生產(chǎn)網(wǎng)和辦公網(wǎng)增加了生產(chǎn)網(wǎng)的風(fēng)險，容易被病毒侵入。訂制服務(wù)進(jìn)行短信發(fā)送，雖然短信的發(fā)送快速有效，也降低系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度，但系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的依賴度很高，容易受到網(wǎng)絡(luò)的影響，并且成本較高。采用GSM Modem硬件進(jìn)行短信發(fā)送，不但成本低，短信發(fā)送可不受網(wǎng)絡(luò)影響。最后選擇方案1，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 自動售檢票系統(tǒng)自動報故障系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（1）整體設(shè)計

AFC 自動報障系統(tǒng)主要由生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)端程序、辦公網(wǎng)絡(luò)端程序、辦公網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)頁故障發(fā)布系統(tǒng)、故障短息自動發(fā)布系統(tǒng)組成。

生產(chǎn)網(wǎng)與辦公網(wǎng)串口統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范，信息發(fā)布模塊具有統(tǒng)一的故障信息發(fā)布接口，可擴展發(fā)布其它信息。

（2）自動報故障流程

生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)端程序負(fù)責(zé)集各條線路的設(shè)備狀態(tài)變化信息或是全狀態(tài)信息，數(shù)據(jù)通過串口傳輸至辦公網(wǎng)絡(luò)端程序處理入庫，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理生成故障數(shù)據(jù)，并按統(tǒng)一的接口發(fā)送到信息發(fā)布模塊以及網(wǎng)絡(luò)發(fā)布模塊。

（3）設(shè)備狀態(tài)信息采集

生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)端程序負(fù)責(zé)對設(shè)備狀態(tài)變化以及全狀態(tài)信息進(jìn)行采集。采集的方式有兩種，一種是通過連接線網(wǎng)LCC 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，查詢狀態(tài)信息變化表獲取，另一種是通過發(fā)送請求報文至LCC 服務(wù)器獲取設(shè)備全狀態(tài)的報文信息。

目前各線路應(yīng)用的LCC 的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要有Oracle 和Sybase 兩種，另外LCC 服務(wù)器的應(yīng)用程序不同線路也是有區(qū)別的。因此生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)端的程序?qū)瑫r訪問不同的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，獲取到不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)信息包。

根據(jù)獲取的狀態(tài)信息，解析狀態(tài)信息后，規(guī)范報文傳輸標(biāo)準(zhǔn)，將狀態(tài)信息通過串口線發(fā)送至辦公網(wǎng)絡(luò)端程序。

（4）設(shè)備狀態(tài)信息分析

辦公網(wǎng)絡(luò)端程序接收來自串口傳輸?shù)臓顟B(tài)數(shù)據(jù)，解析后直接存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器編寫存儲過程，對新增的設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行分析與處理，根據(jù)設(shè)備故障狀態(tài)發(fā)生的時間間隔，提取設(shè)備故障關(guān)鍵信息，直接生成故障記錄并入庫。

（5）故障信息發(fā)布

故障信息的發(fā)布，一方面是通過網(wǎng)頁系統(tǒng)直接發(fā)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(fā)布服務(wù)器和一個GSM Modem 組成，通過獨立的軟件循環(huán)在數(shù)據(jù)庫中查找設(shè)備的故障信息并根據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，將故障信息通知到指定工作人員。

3 自動報故障系統(tǒng)應(yīng)用效果

系統(tǒng)實際應(yīng)用效果如圖2、圖3所示。

圖2 AFC自動報故障系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)自動生成的故障記錄

圖3 AFC自動報故障系統(tǒng)自動向設(shè)備所屬區(qū)域當(dāng)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(tǒng)應(yīng)用前后對比

4 結(jié)束語

自動售檢票系統(tǒng)自動報故障系統(tǒng)的軟件由項目組技術(shù)人員自主開發(fā)完成，實現(xiàn)了設(shè)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(chǎn)工作，達(dá)到了提高維修響應(yīng)效率，保障信息準(zhǔn)確性、減少工作人員工作量、優(yōu)化維修模式的目的。有利于提升自動售票機設(shè)備的運營服務(wù)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(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)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(tǒng)在穩(wěn)定期的數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用［J］.金卡工 程，2011，（Z1）：8-10.

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