AFC设备基于软件自动排障的研究

潘文尧

摘 要：自动售检票系统在地铁运营中直接面向乘客，直接为乘客提供优质服务，同时还是地铁运营中最大的赢利系统。AFC 系统设备分布广、数量大，设备结构精密、系统功能复杂，在检修人员维修、升级设备和乘客错误操作时，都可能导致设备故障，从而影响设备的正常运营。在AFC 设备故障中有部分故障只需要对模块进行错误重置操作即可恢复正常，通过对AFC 各类终端设备故障代码进行分析，梳理出系统可自助处理的故障，研究软件优化下系统自动分析、干预的手段，从而实现AFC 设备自助排障的功能，可提高设备的稳定性。

关键词：AFC设备基于软件自动排障

前言：自动售检票系统（AFC）车站专用设备主要包括：自动售票机（TVM）、自动充值机（AVM）、自动检票机（AGM）、半自动售票机（BOM）等，其设计寿命通常要求不少于15年。在线网化运营的背景下，分析故障发生的类型、规律、原因等，提出必要的解决方案来降低AFC 自动售票机的故障率，指导日常自动售票机的检修、维修工作，通过有效的改进，进一步提高AFC 自动售票机的设备可靠度和设备表现。

一、目标和准则

AFC 设备维修的目标就是要求达到：“设备少出故障，出了故障能够及时修复”，保障设备长期稳定运行，使设备故障率始终保持在合理稳定的水平，应坚持遵守以下准则。（1）建立合理的设备故障等级分类识别机制，按照功能受限程度把故障分为：最低等级故障、中等级别故障、高级别故障、最高级别故障，按照不同的故障等级执行相应的维修程序。（2）按多个周期对设备故障进行统计分析，加强维修知识库的积累，实现维修程序标准化。（3）对于常见故障，采用标准化维修程序进行处理，保证维修质量和提高效率。（4）当设备故障率明显超出指标范围时，积极采取预防性维修措施，使设备故障率稳定在合理范围。（5）依托开发部门的技术支持，对存在疑难复杂故障的设备进行深度维修。

二、AFC设备基于软件自动排障

1.总体架构。根据对研究目标，研究内容，相关技术的分析，本课题研究的AFC 终端设备自助排障总体架构如AFC 终端设备自助排障可分为主要三个步骤：1）故障发生时，设备为降级运营或暂停服务状态，进入自助排障程序，获取故障代码，对配置文件故障代码进行遍历，判断是否为可错误重置代码，若经过判断为不可重置故障代码，则直接进入降级运营或暂停服务界面，等待维修人员检修。2）若判断为可错误重置故障代码，读取配置文件中的故障等级，判断优先级，调用故障处理方法，综合时间优化和次数优化，选定最优处理途径，进行自助排障。3）自助排障后，返回状态值，故障恢复则设备正常运行，若故障仍存在，则设备降级运营或暂停服务，自助排障结束。

2.故障处理过程。设备界面要求在整个自助排障过程中，设备均处于暂停服务且自助排障界面，区别于现在的暂停服务，可在此基础上添加“自助排障中”字符。同时启动进程自我保护机制，确保自助排障流程不被中断。故障处理判断当设备发生故障时，在故障代码通过功能函数输出时，获取此处故障代码暂存于缓冲寄存器中，遍历此时获取的所有故障代码，并判断是否存在不可错误重置的故障，此时由不可重置的故障分析得两种故障判断：存在不可重置的故障（此时设备均处于暂停服务状态）：1）不可重置故障存在于每个功能模块中。2）不可重置故障与可重置故障存在于某一功能模块中。3）不可重置故障单独存在于某一功能模块中。若 2）、3）中存在可进行错误重置的某一功能模块，则除不可重置所处的功能模块外，其他模块均可进行错误重置。当故障代码均为可重置故障代码时，则进行错误重置操作，获取故障等级的优先级形成处理顺序，形成顺序后，判断当日已处理数量是否小于配置的阈值，若大于阈值则暂停服务;当小于阈值时获取故障处理方法，通过时间、优先级等综合选择处理机制，并启动保护页面和机制，之后依次进入各个错误处理流程。利用多线程监听此时的设备状态，当执行完所有自我重置操作后判断是否仍存在未解决故障，当存在故障时进行递归调用，重复此步骤并限制次数不超过3 次;当调用次数到达3 次或故障已完全解决，则将调用过程写入到对应故障信息的日志中。

3.故障执行结果分析。当进行错误重置后设备故障消失时，返回正常服务界面，设备正常运行。当故障仍存在时，设备进入暂停服务界面，等待维修人员进行维修，并提交所有进行的操作的日志。通过对以上故障处理流程的研究分析，形成AFC 终端设备自助排障流程

4.多故障码处理机制。经对 TVM 故障状态代码说明收集、整理、分析得纸币循环处理模块、硬币模块、发售模块、以上可错误重置故障表。将可错误重置故障代码、故障等级、故障信息、处理方法写入配置文件，优先级判断。在数据写入配置文件时，通过SetPriority 语句对故障代码进行优先级设置。在读取配置文件后，通过GetPriority 语句判断各故障代码的优先级，形成处理顺序如下：515：172：173：175：1783）途径优化。本例中 1 个纸币循环处理模块故障代码，2 个硬币模块故障代码，2 个发售模块故障代码，需要错误重置模块数n = 3，则进行一键错误重置。执行程序完成后，得以下结果：n 值大于2 时进行一键错误重置，返回状态值s 都为1，设备恢复正常运营。n 值大于2 时进行一键错误重置，返回状态值s 为2，则再次进行配置文件读取，遍历故障，确定故障代码，若n 值小于等于2 时且模块故障错误为重置范围内代码，则分别对单个模块进行错误重置，当次数m = 3 时，模块仍为故障，则跳出循环，设备暂停服务，等待人工检修。

5.防范保护机制。1）保护机制：当上级（上位机）下达指令时，设备需先执行完一套整体的自助排障操作，此时设备外部界面显示暂停服务且自助排障中的状态，待执行完之后方可执行上级所下达的操作指令。2）防范机制：当检修人员打开维修门或者乘车执行界面操作时，设备仍需先执行自助排障操作，同样设备外部界面显示暂停服务且自助排障中的状态，操作完成之后继续按操作人员的指令执行。3）单日AFC 设备自助排障次数限制。由于存在部分故障在进行错误重置后可暂时恢复正常状态，但当乘客在使用设备后故障又发生的情況。为此，本文设置设备当日故障处理最大阈值与当日设备已处理数量，每次设备或模块进行错误重置时，则已处理数量+1，当设备已处理数量达到设备当日故障处理最大阈值，则调用处理方法，当日不再进行自助排障，发生故障时，设备进入暂停服务界面，等待人工检修，排查故障多发原因。本自助排障流程为现有TVM 主程序的一个分支，在出现故障时，自动进入自助排障流程，在进行人工检修时，即登录维修面板后，则不再执行自助排障流程。

结语

本文以AFC 设备基于软件优化自助排障的研究为背景，采用文献与青岛地铁实际调研相结合的方法，对AFC 设备各类故障中可直接进行错误重置的故障信息进行汇总，并设计分析错误重置的过程，分析设计设备在发生故障时所需的状态要求，设计错误重置的方法与过程，记录过程进展，在解决之后查看分析设备是否处于正常的运行状态，并提交设备自我排障的日志。设计自我修复过程中的防范保护机制，确保设备在意外状况下正常运行。

参考文献：

[1]赵时旻.轨道交通自动售检票系统[M].上海：同济大学出版社，2019：13-19.

[2]王子强.城市轨道交通自动售检票系统[M].北京：中国铁道出版社，2019：25-42.