自动售检票系统自动报故障系统的开发与应用

曾震宇，李润锦，黄少斌

（广州市地下铁道总公司，广东广州 510310）

1 概述

自动售检票系统（AFC 系统）广泛应用在城市轨道交通中，它直接服务于乘客，设备的状态直接影响着城市轨道交通的服务水平。目前广州地铁已开通的八条线路有5 000 多台AFC 设备，由于AFC 设备的使用量大，操作用户较广，设备的故障数量也是较多的，如卡纸币、卡硬币、卡车票等。全线网5 000 多台设备月均故障件次达12 000 左右。设备出现故障后，主要是通过维修人员巡站发现处理或由车务人员发现后上报，其中车务人员上报的占了60%以上。车务人员通过人工电话上报给AFC 维修调度，再由调度通知相关的人员进行处理。因此故障上报的及时性和故障信息的准确性会受一定人为原因的影响，人员响应的效率也较低。AFC维修调度每天约接报300多台次的故障信息，再电话通知维修人员处理，这方面的工作量也是较大的。

如何能提高效率、提高信息的准确性、减少故障响应时间、减少工作人员的工作量、优化维修模式？

专业组的技术人员针对以上存在的问题着手研究一种新的自动化调度模式，设计开发一套AFC 设备自动报故障系统，实现自动向维修人员报送故障提醒信息的功能。维修人员和维修调度能及时了解设备故障情况，在故障处理中占据主动，对提高AFC 系统故障处理效率起到重要作用，进一步提高设备服务水平，也有效提高了AFC系统维修管理的水平。

需解决问题如下。

（1）各线路中央计算机（LCC）采用的数据处理方式不一样，标准不统一，需对全线网设备的故障进行汇总和统一。

（2）各供货商生产的设备数据存放的标准不一致，设备状态数据有存在数据库中的，也有LCC 通信程序的实时数据等多种数据。设备的状态类型比较多，且多个状态相近，造成数据的分析和处理比较困难，难以确保故障上报的准确性。

（3）所有基础数据均存在生产网络中，生产网络与办公网络需要安全隔离，需解决数据收集到办公网络中的问题。

（4）故障自动上报的通知和发布方式需要独立开发和设计，并且要充分考虑数据的关联性，保证故障通知的精准，只通知到当班的员工。

（5）自动报故障系统需要处理大量的设备状态数据，数据的及时性与准确性要求很高。因此稳定性比较重要，需要设计一些安全保护机制，使程序具有必要的自我保护及恢复的能力。

（6）地铁线网还在不断地扩充，要保证新线的加入不影响本系统的运作，系统能为新线所用，顺利接入，所以该项目在实施过程中一定要充分考虑到未来线网的扩充因素，尽量为新线开通预留处理空间。

2 技术解决方案

2.1 技术参数

AFC 自动报故障系统包括以下几个功能：参数配置维护功能；设备状态数据的采集、传输、处理和自动分析功能；故障网页发布和短信通知功能。

2.2 技术创新性

将生产网络中的AFC 系统设备状态数据与办公网络的办公系统整合起来应用于生产管理，是一次有意义的实践，是将AFC 系统智能化和自动化应用于实际生产工作的尝试。

2.3 技术应用情况

本项目采用GSM MODEM 进行短信通知，采用串口传输技术将数据在生产网络和办公网络之间进行传输，所用到的技术已经相当成熟，市场上也有很多相关技术的产品。

本项目立足于以外购硬件设备、自主开发程序的方式进行。这种方式一方面可为公司节省软件开发成本，另一方面使公司能掌握和整合核心技术，为以后相关系统的开发和扩展提供技术积累。

2.4 设计方案

设计两个备选方案，如表1所示。

表1 设计方案对比

2.5 方案选择及具体设计

比较两个方案，从安全性和可靠性来看，方案二不如方案一。在生产网对数据进行分析和处理，办公网只是接收分析出来的结果，虽然可保证数据的传输，但数据的可靠性却得不到保障，办公网无法获知原始的状态数据，不能进行深入分析，并且难以与其他数据进行关联和整合。采用网口传输数据，虽然传输速度快且稳定，但是采用网口连接生产网和办公网增加了生产网的风险，容易被病毒侵入。订制服务进行短信发送，虽然短信的发送快速有效，也降低系统设计的复杂度，但系统对网络的依赖度很高，容易受到网络的影响，并且成本较高。采用GSM Modem硬件进行短信发送，不但成本低，短信发送可不受网络影响。最后选择方案1，系统结构如图1所示。

图1 自动售检票系统自动报故障系统结构图

（1）整体设计

AFC 自动报障系统主要由生产网络端程序、办公网络端程序、办公网络数据库服务器、网页故障发布系统、故障短息自动发布系统组成。

生产网与办公网串口统一数据传输规范，信息发布模块具有统一的故障信息发布接口，可扩展发布其它信息。

（2）自动报故障流程

生产网络端程序负责集各条线路的设备状态变化信息或是全状态信息，数据通过串口传输至办公网络端程序处理入库，数据库服务器对数据进行分析处理生成故障数据，并按统一的接口发送到信息发布模块以及网络发布模块。

（3）设备状态信息采集

生产网络端程序负责对设备状态变化以及全状态信息进行采集。采集的方式有两种，一种是通过连接线网LCC 数据库服务器，查询状态信息变化表获取，另一种是通过发送请求报文至LCC 服务器获取设备全状态的报文信息。

目前各线路应用的LCC 的数据库服务器主要有Oracle 和Sybase 两种，另外LCC 服务器的应用程序不同线路也是有区别的。因此生产网络端的程序将会同时访问不同的数据库服务器，获取到不同数据结构的状态信息包。

根据获取的状态信息，解析状态信息后，规范报文传输标准，将状态信息通过串口线发送至办公网络端程序。

（4）设备状态信息分析

办公网络端程序接收来自串口传输的状态数据，解析后直接存入数据库服务器。数据库服务器编写存储过程，对新增的设备状态信息进行分析与处理，根据设备故障状态发生的时间间隔，提取设备故障关键信息，直接生成故障记录并入库。

（5）故障信息发布

故障信息的发布，一方面是通过网页系统直接发布故障信息，另一方面通过短信通知。短信通知模块由一台信息发布服务器和一个GSM Modem 组成，通过独立的软件循环在数据库中查找设备的故障信息并根据关联关系，将故障信息通知到指定工作人员。

3 自动报故障系统应用效果

系统实际应用效果如图2、图3所示。

图2 AFC自动报故障系统根据设备状态数据自动生成的故障记录

图3 AFC自动报故障系统自动向设备所属区域当班的维修人员报送的提示信息

工作效率与工作量对比如表2。

表2 系统应用前后对比

4 结束语

自动售检票系统自动报故障系统的软件由项目组技术人员自主开发完成，实现了设备故障情况及时自动报送提醒信息给维修人员，以自动化和智能化的方式代替部分人工的日常生产工作，达到了提高维修响应效率，保障信息准确性、减少工作人员工作量、优化维修模式的目的。有利于提升自动售票机设备的运营服务的水平，提升客户的满意度。

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