自動檢票機(jī)扇門機(jī)構(gòu)故障診斷

蔡辰光，廖余興

(深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院，深圳 518055)

地鐵作為現(xiàn)代城市的主要交通工具，是大部分居民出行的優(yōu)先選擇。伴隨著地鐵的快速發(fā)展，自動售檢票(AFC)設(shè)備的數(shù)量也成倍增長，運(yùn)營效率極大提高的同時，日益增長的客流也對AFC設(shè)備提出了更加嚴(yán)峻的考驗?！冻鞘熊壍澜煌ㄗ詣邮蹤z票系統(tǒng)技術(shù)條件》(GB/T 20907—2007)規(guī)定，門式檢票機(jī)在無回收票情況下通過能力不小于 30人/min[1]。因此，理論上每臺自動檢票機(jī)高峰小時要通過 1 800 位乘客。

AFC設(shè)備故障率與客流之間存在明顯的正相關(guān)關(guān)系：客流量越大、使用頻率越高的設(shè)備故障率越高。據(jù)統(tǒng)計，地鐵AFC故障中自動售票機(jī)故障約占74%，自動檢票機(jī)故障約占16%[2]。隨著掃碼入閘技術(shù)的推廣，自動檢票機(jī)故障在AFC故障中的占比顯著增加，自動檢票機(jī)故障導(dǎo)致排隊和延誤的情況逐年遞增。如何有效改善服務(wù)水平，在最短時間內(nèi)排除自動檢票機(jī)故障，成為運(yùn)維人員不得不面對的問題。

本文通過對自動檢票機(jī)故障現(xiàn)象的描述及對故障原因的分析，嘗試找出自動檢票機(jī)故障規(guī)律，并針對此類故障特點(diǎn)，給出自動檢票機(jī)故障排查和日常維護(hù)的建議。

1 自動檢票機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

據(jù)《深圳地鐵1號線續(xù)建工程售檢票設(shè)備用戶培訓(xùn)手冊》，自動檢票機(jī)以工控機(jī)為核心，輔以扇門機(jī)構(gòu)、車票處理裝置、通行傳感器、聲光提示裝置、維護(hù)面板等模塊，自動檢票機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 自動檢票機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)1—機(jī)殼；2—通行傳感器；3—優(yōu)惠票指示燈；4—通行指示器；5—無效票退票口；6—扇門機(jī)構(gòu)；7—進(jìn)站車票讀寫器；8—進(jìn)站乘客顯示器；9—乘客通行指示器；10—出站乘客顯示器；11—出站儲值票讀寫器；12—出站單程票回收口；13—金屬標(biāo)識牌；14—工控機(jī)；15—綜合控制PCM板；16—綜合控制器；17—電源和開關(guān)；18—維護(hù)單元；19—票卡回收機(jī)構(gòu)；20—出站單程票讀寫器；21—票箱座；22—票箱

待機(jī)狀態(tài)下，工控機(jī)監(jiān)測各部件工作狀態(tài)，搜索車票同時等待接收SC(車站計算機(jī))的指令。有車票進(jìn)入讀寫器時，檢查車票有效性(包括密鑰安全性，黑名單檢查，車票狀態(tài)，入出站標(biāo)志，車票余額等)。

檢測到有效車票時，按照業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行交易處理，交易成功后開啟扇門機(jī)構(gòu)，通行傳感器識別乘客通行過程，通行控制PCM(脈沖編碼調(diào)制)板控制扇門機(jī)構(gòu)關(guān)閉。自動檢票機(jī)保存交易記錄，數(shù)據(jù)定時或定量上傳，也可由SC主動索取，出站回收單程票；檢測到無效車票時，提示乘客前往客服中心進(jìn)行處理[3]，自動檢票機(jī)交易處理流程如圖2所示。

圖2 自動檢票機(jī)交易處理流程

2 故障現(xiàn)象描述

(1) 自動檢票機(jī)“通行指示器”，綠色箭頭燈點(diǎn)亮，表示進(jìn)出站雙向通道可用。

(2) 進(jìn)站乘客顯示器正常(歡迎待機(jī)界面)，出站乘客顯示器黑屏，提示“out of range”(超出顯示范圍)。

(3) 開啟維護(hù)門，維護(hù)單元和出站乘客顯示器仍然黑屏，提示“out of range”，維護(hù)單元和出站乘客顯示器黑屏如圖3所示，乘客進(jìn)站時顯示器進(jìn)入維護(hù)登錄界面。

圖3 維護(hù)單元和出站乘客顯示器黑屏

(4) 將單程票置于進(jìn)站車票讀寫器上，扇門機(jī)構(gòu)不開閘，顯示器無提示。客服中心BOM(半自動售票機(jī))分析結(jié)果顯示乘客票卡正常。

3 故障原因分析

(1) 乘客出站時顯示器及維護(hù)單元接插件連接異常導(dǎo)致黑屏，無法顯示提示信息和維護(hù)信息[4]。

(2) 票箱已滿、票箱安裝不到位或單程票回收機(jī)構(gòu)故障，導(dǎo)致自動檢票機(jī)故障暫停，讀寫器不能刷卡交易。

(3) IC卡讀寫器故障，導(dǎo)致無法識別車票信息，交易無法進(jìn)行，自動檢票機(jī)扇門機(jī)構(gòu)不開啟。

(4) 通行控制PCM板及通信故障，導(dǎo)致通行控制PCM板無法接收通行傳感器、安全傳感器信號，工控機(jī)收不到該信號，無法控制開啟扇門機(jī)構(gòu)。

(5) 扇門機(jī)構(gòu)驅(qū)動裝置故障，導(dǎo)致扇門機(jī)構(gòu)無法執(zhí)行工控機(jī)發(fā)出的指令，自動檢票機(jī)扇門機(jī)構(gòu)不工作。

(6) 工控機(jī)及通信故障，導(dǎo)致工控機(jī)無法控制自動檢票機(jī)其他部件的工作行為，主控單元不能記錄上傳自動檢票機(jī)狀態(tài)和交易數(shù)據(jù)。

4 故障診斷排除

4.1 基本檢查

目視檢查出站乘客顯示器及維護(hù)單元背光板接插件無松脫、線束連接完好。開啟維護(hù)門，輸入工號密碼，進(jìn)入維護(hù)模式。查詢票箱1和票箱2，單程票數(shù)量均小于存儲上限1 000枚[5]，票箱ID(身份標(biāo)識)號正確識別，且剩余容量充足。

4.2 整機(jī)測試

在維護(hù)主菜單中選擇“部件自診斷”，進(jìn)行“整機(jī)測試”，整機(jī)測試結(jié)果如圖4所示，單程票回收機(jī)構(gòu)、IC卡讀寫器、通行控制PCM板均測試正常。至此，排除上述故障原因分析中1～4項的可能。

圖4 整機(jī)測試結(jié)果

4.3 扇門機(jī)構(gòu)動作測試

返回維護(hù)主菜單，選擇“扇門機(jī)構(gòu)測試”，觀察扇門機(jī)構(gòu)執(zhí)行PCM通行控制板的指令，有規(guī)律地開啟和關(guān)閉。扇門機(jī)構(gòu)動作測試如圖5所示，表明PCM通行控制板與扇門機(jī)構(gòu)通信正常，排除扇門機(jī)構(gòu)電機(jī)及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)故障的可能。

圖5 扇門機(jī)構(gòu)動作測試

4.4 排查工控機(jī)及其通信

進(jìn)入SC監(jiān)控子系統(tǒng)，查詢自動檢票機(jī)狀態(tài)，SC自動檢票機(jī)狀態(tài)查詢結(jié)果如圖6所示。結(jié)果表明，自動檢票機(jī)網(wǎng)絡(luò)不通，處于故障暫停狀態(tài)(非上級系統(tǒng)控制模式)，進(jìn)一步排查工控機(jī)及其通信故障。

圖6 SC自動檢票機(jī)狀態(tài)查詢結(jié)果

檢查工控機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口水晶頭指示燈綠燈閃爍，網(wǎng)絡(luò)連接正常。在維護(hù)主菜單中檢查自動檢票機(jī)各項參數(shù)，發(fā)現(xiàn)自動檢票機(jī)時鐘與SC不同步，手動時鐘同步后，SC監(jiān)控子系統(tǒng)中的“網(wǎng)絡(luò)不通”條目消失，自動檢票機(jī)刷卡進(jìn)站功能恢復(fù)，但乘客出站時顯示器和維護(hù)單元黑屏故障依舊存在。

4.5 排查顯示器黑屏

進(jìn)站乘客顯示器正常，出站乘客顯示器及維護(hù)單元提示“out of range”，懷疑是工控機(jī)BIOS(基本輸入輸出系統(tǒng))參數(shù)設(shè)定錯誤所致。重啟自動檢票機(jī)按住DEL鍵，進(jìn)入BIOS基本設(shè)置，操作維護(hù)鍵盤，選擇Advanced Chipset Features(高級芯片組設(shè)置)，查看Boot Display(啟動時使用的顯示器)選項默認(rèn)為Auto(自動)，此時工控機(jī)啟動時只輸出到進(jìn)站乘客顯示器[LCD(液晶顯示器)]。將Auto變更為CRT(陰極射線管)+LCD，修改BIOS基本設(shè)置如圖7所示，此時工控機(jī)啟動，則會在啟用進(jìn)站乘客顯示器的同時，啟用外接CRT(出站乘客顯示器和維護(hù)單元)顯示器。完成設(shè)置后，按ESC鍵返回主界面，選擇Save & Exit Setup(保存和退出設(shè)置)，保存設(shè)置并退出BIOS[6]。

圖7 修改BIOS基本設(shè)置

4.6 驗證故障已排除

重啟自動檢票機(jī)，前述故障現(xiàn)象再次出現(xiàn)(扇門機(jī)構(gòu)不開閘、自動檢票機(jī)時鐘復(fù)位、出站乘客顯示器及維護(hù)單元黑屏),說明BIOS設(shè)置未能保存，自動檢票機(jī)再次恢復(fù)出廠設(shè)置；這種情況通常是工控機(jī)主板電池電壓不足導(dǎo)致的。更換工控機(jī)主板焊腳紐扣電池CR2032如圖8所示，重復(fù)前述時鐘同步和BIOS基本設(shè)置。關(guān)閉維護(hù)門，再次重啟自動檢票機(jī)，確認(rèn)所有故障均已排除，自動檢票機(jī)正常工作。

圖8 更換工控機(jī)主板焊腳紐扣電池CR2032

5 結(jié)論

為了節(jié)省人力成本、避免頻繁開關(guān)機(jī)導(dǎo)致工控機(jī)無法正常啟動，AFC設(shè)備基本保持不間斷運(yùn)行模式[7]，長期通電情況下工控機(jī)主板電池電量消耗極低。但地鐵公司在實(shí)際運(yùn)營過程中,由于車站改擴(kuò)建以及新線開通聯(lián)調(diào)聯(lián)試的原因，也存在一部分長期“暫緩開通”的車站，或者個別站點(diǎn)的個別出入口長期關(guān)閉的情況。此時，運(yùn)維人員就需要掌握此類故障的發(fā)生機(jī)理，并采取有效的應(yīng)對措施，總結(jié)如下。

(1) 自動檢票機(jī)關(guān)機(jī)切斷外部電源后，工控機(jī)主板上的紐扣電池繼續(xù)向主板芯片供電，保證自動檢票機(jī)時鐘準(zhǔn)確和保存BIOS基本設(shè)置。

(2) 自動檢票機(jī)長時間斷電，主板電池電壓不足，會導(dǎo)致自動檢票機(jī)重啟后BIOS數(shù)據(jù)丟失，工控機(jī)恢復(fù)出廠狀態(tài)。

(3) 自動檢票機(jī)出現(xiàn)時鐘復(fù)位、出站乘客顯示器和維護(hù)單元黑屏、自動檢票機(jī)與SC時鐘不同步、網(wǎng)絡(luò)不通等故障現(xiàn)象，最終表現(xiàn)為扇門機(jī)構(gòu)故障。

(4) 自動檢票機(jī)長期關(guān)閉狀態(tài)下，主板電池使用壽命約為6～8年，為有效避免類似故障的發(fā)生，可以有計劃地開展預(yù)防性維護(hù)，主動更換已使用6年左右的主板電池。