高速鐵路客運服務系統故障分析與維修管理

萬 明

（南昌鐵路局 江西鐵路實業發展有限公司，南昌 330002）

高速鐵路客運服務系統故障分析與維修管理

萬 明

（南昌鐵路局 江西鐵路實業發展有限公司，南昌 330002）

高速鐵路客運服務系統（簡稱高鐵客服系統）不間斷正常運行，確保旅客便捷進站、候車、乘車、出站，提升鐵路客運服務質量具有十分重要的意義。本文以南昌鐵路局為例，分析了高鐵客服系統故障原因以及設備、標準、管理等方面存在的不足，并就完善高鐵客服系統和改進維修管理提出了相應的改進建議。

高速鐵路；客運服務系統；維修管理；建議

中國高速鐵路經過十多年發展，已成為世界上規模最大的運營網絡。高速鐵路客運服務系統（簡稱：高鐵客服系統）持續正常運行直接關系到運輸安全和服務質量。隨著高鐵大量投入運營，其客運服務系統故障維修問題值得深入探討。

1 高鐵客服系統概況

目前，高鐵客服系統采用鐵路總公司、區域中心和車站3級應用架構，在鐵路總公司建設公共數據管理平臺，為高鐵客服系統提供信息支撐，并進行旅客服務質量監督、管理和統計分析，提供公共數據管理和音頻基礎信息庫的制作以及視頻監控等功能。高鐵客服系統包括客運票務系統和旅客服務系統2個部分。客運票務系統以自動售票和自動檢票為主，人工檢票為輔，包括售票交易服務和檢驗服務的實時交易系統。旅客服務系統以集成管理平臺（GSP）為核心，集中管理旅客引導揭示（PI）、廣播（PA）、監控（VM）、時鐘（CLK）、查詢（IS）、求助（HP）、寄存（BL）、站臺票發售等旅客服務子系統，為旅客提供優質的信息服務。根據發展需要，將建設以區域中心為數據管理的平臺，實現對所轄區域大型車站旅客服務系統的監視，對中小型車站旅客服務系統的集中管控；在緊急情況下，可以代管大型車站旅客服務系統，完成區域內公共音視頻數據的制作、發布和轉發以及系統間信息共享和功能聯動。

2 高鐵客服系統故障統計及原因分析

2.1 高鐵客服系統故障統計分析

以南昌鐵路局所轄溫福、福廈、昌九高鐵客服系統軟件和設備故障統計數據為例，2013年發生故障1 315件，2014年上半年發生故障1 271件，如表1所示。

由表1可知：自動售票機、檢票機、引導屏、視頻監控和機房設備等5類設備，2013年發生故障1 110件，占故障總數的84.41%；2014年上半年發生故障1 006件，占故障總數的79.15%，盡管相對故障比例呈下降趨勢，但仍然占高鐵客服系統產生故障量的81.83%。因此，抓住自動售票機、檢票機、引導屏、視頻監控和機房設備機這5類設備管理和維護質量，就抓住了降低高鐵客運服務系統故障率的關鍵。

表1 南昌鐵路局高鐵客服系統故障統計表

按設備故障預見性劃分：如自動售票機、閘機主（從）動輪磨損、皮帶老化等問題是可以預見的，可以采取健全維護管理制度、加強現場檢查、提升員工素質等措施，可以避免故障發生，稱為可預見性故障。2013年1月 ～ 2014年6月，可預見性故障發生439件，占故障總數的17.31%。由于高鐵客服系統的復雜性和現有維修保養設備技術的局限性，大量的高鐵客服系統故障還處于不可預見狀態，從而給維修工作帶來了較大的不可定性。

按照故障等級劃分：整個系統處于癱瘓狀態不能運行的I級故障有2例，占0.07%；系統性能嚴重下降、業務運作受到嚴重影響的II級故障有3例，占0.12%；系統部分設備和軟件故障、客戶業務運作受一定影響的III級故障2 053例，占80.99%；需要軟硬件安裝、配置等對客戶業務運作幾乎沒有影響或根本沒有影響的故障477例，占18.82%。其中，I、II級故障雖然所占比例很小，但是一旦發生，影響面和造成的后果嚴重。而發生III級故障比如電源部分故障，如果處理不當，極有可能轉化成I、II級故障，因而也不可忽視。

2.2 高鐵客服系統故障原因分析

2.2.1 供電質量問題

外網電壓不穩定。外網市電經常發生電涌、供電不穩定、電壓頻繁跳閘、諧波含量大、高壓尖脈沖、暫態過電壓、電壓下陷、電線噪聲、頻率漂移、持續低電壓、市電中斷等電力干擾現象，容易造成設備過熱、產生振動和噪音，干擾高鐵客服系統設備正常運行，難以滿足高鐵客服系統對供電質量的要求。

高鐵客服系統供電部分自身存在的問題。突發停電維持設備正常運行的UPS維修保養檢查不到位。如蓄電池除塵清潔不徹底、蓄電池連接線松動、腐蝕等均會帶來故障隱患。當UPS發生故障時，如果內置靜態電子旁路開關無效，就無法轉到旁路向負載進行不間斷供電，造成系統大面積故障。

2.2.2 外部環境問題

高鐵客服系統對溫度、濕度、潔凈度等環境要求較高。當環境溫度超出UPS允許的最高溫度，會觸發過溫保護或損壞內部器件。高溫下長期使用UPS，嚴重縮短電池壽命。環境溫度越低，鉛酸蓄電池、電解電容等含有液體成分的器件性能變差。當環境溫度低于UPS允許的最低溫度，也會導致部分元器件失效，直至UPS無法正常工作。濕度過低則使設備內部電路元器件表面積累靜電，產生放電損壞設備，干擾數據傳輸和存儲；遇機房冷氣或潮濕雨季時，濕度超過規定限度，設備內形成水霧或細水珠，易造成電路板短路。由于UPS在工作時會產生一定熱量，當采用風冷散熱時，UPS便會將空氣中的粉塵吸入UPS內部。粉塵粘附在風扇或電路板上，影響UPS散熱，造成電路短路，甚至造成主機工作失常，發生不準確告警。

高鐵客服系統所遭受的自然災害首推雷電。其中感應雷主要通過通信線、電源線侵入設備，損壞電源部分電子元件、集成塊或通信接口器件。盡管目前高鐵客服系統依據GB50057-94《建筑物防雷設計規范》、GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷設計規范》、IEC61312《雷電電磁脈沖的防護》采取雷電防護措施。但由于防雷方式選取、施工作業不規范、防護措施不完善等因素，造成諸多防雷安全隱患，一旦遇上雷雨天氣就可能引起高鐵客服系統設備成片故障。

2.2.3 產品設計、施工問題

由于高鐵客服系統采取按線設計、公開招標建設，盡管各線功能大同小異，但硬件設備種類繁雜，應用軟件開發和管理平臺系統軟件集成規范也不完全相同，互通互用性差。而且，高鐵客服系統技術集電子信息技術、自動控制技術等于一體，系統故障發生規律具有多樣性。同時由于歷史原因，高鐵建設現場施工、安裝和調試存在不同程度搶時間、趕工期現象，部分隱蔽工程達不到預定技術標準。如室外電纜入室后屏蔽層接地不規范，影響防雷效果，為設備安全運營埋下隱患。客服系統產品的驗收使用，還主要停留在功能檢查與審查，沒有建立基于風險的安全管理方法及體制。部分站臺雨棚存在漏滲水嚴重問題，部分引導系統、監控系統、廣播系統本身產品防雨防水設計不合理，加上安裝工藝粗糙，容易發生設備進水損壞。

2.2.4 維護管理問題

由于高鐵客服系統架構比較復雜，同其他系統運行緊密關聯。當其他某一系統升級調試或發生故障時都有可能通過設備或系統接口引發高鐵客服系統設備的運行異常；一個故障現象可能是多個原因共同造成，多因多果的情況時有發生，在處理比較復雜故障問題上，往往需要相關部門密切配合。

由于施工單位在后續施工時粗心大意，經常會產生與高鐵客服系統相連線路短路、斷路、絕緣不良等，導致高鐵客服系統相關設備損壞、性能下降等故障。另外以自動售票機、檢票閘機為例，由于旅客對自動售檢票系統的使用操作不熟悉，再加上攜帶行李尺寸較大、數量多、人流大等原因，很容易造成自動售檢票系統的人為損壞。閘機門翼、面板人為損壞經常發生。

引導系統、監控系統、廣播系統等現有設備型號存在淘汰停產現象，無法提供配件供應，給故障處理造成無米下鍋的麻煩，必須花大價錢定制或技術改造。同時，高鐵客服系統的部分關鍵部件由于技術保護，在設備維修配件、時間、質量、費用等方面往往受制于人。

3 高鐵客服系統故障維修管理建議

3.1 按照《信息技術設備的安全》（GB4943-2001）配備供電設備，改善電氣設備條件

改善電氣設備接地條件。供電系統內部各個模塊均通過扁平接地帶或裸露接地條與機殼連接，并保證其阻抗低于1Ω。機殼連接于插頭中的安全地端子，以保證任何可能的感應電壓或漏電電荷均能安全地瀉放于大地，避免人身的傷亡或造成設備的異常工作。同時，設備安裝漏電開關，在漏電電流超過額定值時，漏電開關動作切斷市電，以保證安全。

改善設備防雷、防浪涌性能。要確保設備可靠接地，插頭應有連接安全地的端子，并確保可靠地連接到現場的安全地，以保證設備的運行安全和人身安全。要在設備電源的輸入端增加保護電路和防雷電涌保護器，以確保發生過流（短路）、過壓和浪涌等現象時，設備能夠在現場的電源環境下可靠工作。

對于低壓供電系統，浪涌引起的瞬態過電壓（TVS）保護，采用分級保護的方式來完成。從大樓供電系統的進入端開始逐步進行浪涌能量的吸收，對瞬態過電壓進行分階段抑制，以將雷電流引起的殘壓降低到設備承受的范圍內。

在室內應用場合，雷擊脈沖經配電系統衰減后才能到達UPS的電源輸入端。由于高鐵客服系統大多暴露在戶外，存在被雷電直接擊中的可能。如果系統防雷措施不夠完善，UPS作為安裝在客服系統設備前面的電源保護裝置，將直接承受雷擊帶來的電壓與電流沖擊，導致UPS損壞。因此，為了保證客服系統的可靠運行，應考慮采取加強機房外部防雷系統、定制更高防雷等級UPS等措施進行防護。同時，在雷電頻繁地區，建立高鐵客服系統雷電監測網，為高鐵客服系統雷電防護標準參數的制定提供依據，為雷擊應急處理提供支持，逐步積累數據、不斷提高網絡功能，確保防護的準確性。

3.2 改善高鐵客服系統環境，最大程度發揮設備功效

高鐵客服系統建設在設計階段就要充分考慮環境因素影響，并采取可靠性設計措施。如UPS自身的設計方式對高鐵客服系統的供電質量有著重要的影響，在高鐵機房中，應優先選用具備內置有多條電源通路、部署冗余并聯、使用電池的可能性最小的UPS產品。

在現場可針對不完善的環境溫度調節系統采取以下對策改善環境，避免UPS工作溫度超出設計規格，導致UPS保護或損壞。如采用通風冷卻方式，在經費允許情況下，可選用IP54以上等級UPS；若使用IP20等級UPS，必須加強對灰塵過濾，按時維護過濾裝置。在采用空調制冷時，應選用精密空調，以保證環境濕度；若使用普通商用空調，要防止空調冷風直接吹到UPS產生凝露，必要時還需配備除濕裝置；如無空調設施，應選用工作溫度范圍較寬的UPS或加強通風和保溫等措施，加強基站溫度控制。

3.3 聯合多方力量，加強技術改造和創新

按照系統指標、應用業務、接口關系和可靠性等方面要求，熟悉相關關鍵設備及性能狀況。全面細化工程移交管理制度，確保驗收質量以及各項文檔資料的齊全、準確，確保突發事件發生時，能夠準確預判故障點位，確保應急處置高效進行。加強與設計、施工單位，產品生產、供應廠商、鐵路局相關處室、單位，科研院校的技術合作，加快對存在設計、施工造成問題產品的技術革新或替代完善，妥善解決系統由于先天不足存在的隱患。為今后承擔系統設備維修任務打下扎實基礎。如在自動售檢票系統閘機上安裝的殺毒軟件，可以考慮選用專網安全防護軟件。針對部分引導揭示系統顯示刷新慢、監控系統圖像卡屏等現象,可以考慮拓寬系統網絡帶寬，重新鋪設光纜，提高系統數據處理能力或適當降低圖像系統每秒傳輸幀數以減少數據流量等。

3.4 加強重點設備和故障頻繁設備管理

加強維護管理，要以重點設備和故障頻繁設備如自動售票機、檢票機、信息屏、攝像機和機房設備等5類設備為重點，加強預防性維修保養力度，加大深度保養維修，力爭將故障消除于萌芽狀態。為避免和減少旅客撞壞閘機門翼，應根據不同規模車站和客流情況，合理配備相應的檢票設備，調整閘機分布、數量和設置參數，實現設備實際能力和工作任務響匹配，以適應旅客出行需要。

3.5 實現鐵路局集中化管理，提高管控力度

在鐵路局設置集成管理平臺，統一接入和管理鐵路局管內各站高鐵客服系統設備，以彌補原來系統資源分割、信息整合困難、服務不全面、功能不完整的缺陷。通過減少管理層次、提高管理效率和資源使用效率，降低運營成本，推進高鐵客服系統集約化運營管理。

4 結束語

高鐵客服系統的維護管理在我國尚處于起步階段，隨著中國高速鐵路的不斷發展，進一步深入研究和探索維修管理的各項內容，科學合理選擇維護模式，實現高鐵客服系統維護制度動態優化，合理優化人力資源、技術資源，增強備品及時供應，提高維修管理效率和質量，降低維修成本，將是維護管理者的不懈追求。

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[3]王其英.高頻機型UPS技術及應用[M]. 北京：中國電力出版社，2011.

[4]謝甲旭，呂曉軍，史天運.高速鐵路客運站視頻監控系統的研究與實現[J].鐵路計算機應用，2013（2）.

責任編輯 方 圓

Fault analysis and maintenance management for Passenger Service System

WAN Ming
( Jiangxi Railway Industrial Development Co., Ltd., Nanchang Railway Administration, Nanchang 330002, China )

It had important signif i cance for uninterrupted normal operation of High-speed Railway Passenger Service Systems, improving the service quality, ensuring passengers convenient of getting in, waiting, riding, outbound. This paper, taking High-speed Passenger Service System of Nanchang Railway Administration as an example, analyzed the causation of fault, insuff i ciency in equipment, standard, management, and so on, put forward the corresponding suggestions for improvement.

High-speed Railway; Passenger Service System; maintenance management; suggestion

U293.3∶TP39

A

1005-8451（2014）10-0038-04

2014-01-03

萬 明 ，工程師。