浅析南京地铁二号线自动售票机 5V电源问题

陈啸

摘要：5V电源做为南京地铁二号线自动售票机（TVM）重要组成部分之一，其主要作用是为顶板显示器等设备部件提供电源支持。5V电源的长期稳定的工作为自动售票机乃至地铁运营稳定、可靠地运行提供了保障。基于此，我们有必要对于二号线TVM 5V电源的故障频繁的问题进行认真分析，并最终解决。在为AFC设备平稳、高效地运行提供了有力的保证，同时也对后续产品的设计和制作提供了很好的借鉴作用。

关键词：自动售票机（TVM）;5V电源;电解电容;散热

1  AFC系统和自动售票机简介

AFC是Automatic  Fare  Collection（自动售检票）的缩写。AFC系统又称自动售检票系统。自动售检票系统是基于计算机、通信、网络、自动控制等技术，实现轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分、管理等全过程的自动化系统。其基本功能包括：

售票功能：用于乘客自助式购买地铁单程票和乘客自助查询车票。

检票功能：乘客持车票在非付费区进站通道右侧闸机刷卡区域上方出示票卡，验证票卡有效后扇门打开，乘客进入付费区。出站步骤相同，单程票需回收。

统计功能：车站的AFC设备通过网络将数据传与车站SC，各车站SC将数据传给线路中央计算机OCC，继而传给ACC。

自动售票机（缩写为TVM）设于车站非付费区，用于乘客自助式购买地铁单程票和乘客自助查询车票。自动售票机应可通过参数设置为接受硬币、纸币、各种储值类票卡等支付方式，并可以硬币找零。

2  5V 电源问题的分析

2.1背景：

5V电源做为南京地铁二号线TVM重要组成部分之一，位于TVM右下部的电源系统中。其主要作用是为顶板显示器等设备部件提供电源支持。

5V电源的长期稳定的工作为自动售票机乃至地铁运营稳定、可靠地运行提供了保障，反之其频繁故障势必对地铁运营造成影响。

二号线AFC设备自正式启用后，5V电源使用一直较为正常。但自2014年6月开始短短兩个多月时间内，连续出现了多台5V电源故障。现象描述为顶板显示闪烁，现场维修时可听到5V电源输出监控继电器频繁开、合动作，而后顶板显示熄灭，确认5V电源损坏。

2.2 原因分析：

经过对故障件的维修分析和现场故障的分析，5V电源的故障原因主要是5V电源内部的两个电容工作温度过高产生的故障。

故障件维修分析

测试现象：可上电，无带载能力。

开机检测：打开电源外壳，可明显看到后端两颗电解电容已鼓包。

分析：长时间高温运行，导致电解电容寿命降低，电解液消耗快，形成鼓包现象，功能失效[1]。

现场故障分析

温度测试：选取仙鹤门站三台TVM的5V电源，在工作情况下电容附近的温度进行测量，结果均为71摄氏度。

分析：电解电容长时间高温运行，导致寿命降低。

结论

综合产品应用现场情况，产品特性和故障产品分析，现判断故障原因如下：

电源产品安装散热条件不足，导致产品长时间运行高温环境内，由于电气元件高温下的寿命会受到明显影响，器件失效，出现目前二号线TVM内采用的CP SNT 50W 5V 10A 电源在运行频繁出现故障。

3  解决方案及试点推广情况

3.1解决方案

根据对5V 电源故障原因的分析确定为电源散热问题所致，我们提出了如下解决方案：

在电源箱体内部5V电源右侧，使用特制风扇支架加装一个24V直流风扇，增加空气流动，降低5V电源的工作温度，加装位置如下图红线内部。

以下是加装前后对比图片：

全线更换5V电源的电解电容。

3.2试点效果

针对TVM中5V电源散热环境差造成5V电源损坏频繁的问题，8月底选取了曾经问题较多的仙鹤门、经天路两个车站的3台设备进行了加装散热风扇的试点工作。经多次测试，加装散热风扇的设备5V电源处环境温度降低20度以上，效果较为良好。具体数据如下：

3.3推广情况

经过前期测试和试点，于当年9月下旬对二号线全线设备进行了整改，运行直接效果良好。

4  结束语

通过对南京地铁二号线 TVM 5V电源问题的分析和解决。一方面，为AFC设备平稳、高效地运行提供了有力的保证。另一方面，也引发我们的思考，对产品在设计和研发过程中需要充分考虑到设备部件的性能、特性，设计更加合理。

参考文献：

[1]《电解电容器的应用条件与寿命的关系》电源世界 2005年第12期

[2]《电解电容器的使用寿命与环境温度的相对关系》爱特电子 2000年9月