AFC設備基于軟件自動排障的研究

潘文堯

摘 要：自動售檢票系統在地鐵運營中直接面向乘客，直接為乘客提供優質服務，同時還是地鐵運營中最大的贏利系統。AFC 系統設備分布廣、數量大，設備結構精密、系統功能復雜，在檢修人員維修、升級設備和乘客錯誤操作時，都可能導致設備故障，從而影響設備的正常運營。在AFC 設備故障中有部分故障只需要對模塊進行錯誤重置操作即可恢復正常，通過對AFC 各類終端設備故障代碼進行分析，梳理出系統可自助處理的故障，研究軟件優化下系統自動分析、干預的手段，從而實現AFC 設備自助排障的功能，可提高設備的穩定性。

關鍵詞：AFC設備基于軟件自動排障

前言：自動售檢票系統（AFC）車站專用設備主要包括：自動售票機（TVM）、自動充值機（AVM）、自動檢票機（AGM）、半自動售票機（BOM）等，其設計壽命通常要求不少于15年。在線網化運營的背景下，分析故障發生的類型、規律、原因等，提出必要的解決方案來降低AFC 自動售票機的故障率，指導日常自動售票機的檢修、維修工作，通過有效的改進，進一步提高AFC 自動售票機的設備可靠度和設備表現。

一、目標和準則

AFC 設備維修的目標就是要求達到：“設備少出故障，出了故障能夠及時修復”，保障設備長期穩定運行，使設備故障率始終保持在合理穩定的水平，應堅持遵守以下準則。（1）建立合理的設備故障等級分類識別機制，按照功能受限程度把故障分為：最低等級故障、中等級別故障、高級別故障、最高級別故障，按照不同的故障等級執行相應的維修程序。（2）按多個周期對設備故障進行統計分析，加強維修知識庫的積累，實現維修程序標準化。（3）對于常見故障，采用標準化維修程序進行處理，保證維修質量和提高效率。（4）當設備故障率明顯超出指標范圍時，積極采取預防性維修措施，使設備故障率穩定在合理范圍。（5）依托開發部門的技術支持，對存在疑難復雜故障的設備進行深度維修。

二、AFC設備基于軟件自動排障

1.總體架構。根據對研究目標，研究內容，相關技術的分析，本課題研究的AFC 終端設備自助排障總體架構如AFC 終端設備自助排障可分為主要三個步驟：1）故障發生時，設備為降級運營或暫停服務狀態，進入自助排障程序，獲取故障代碼，對配置文件故障代碼進行遍歷，判斷是否為可錯誤重置代碼，若經過判斷為不可重置故障代碼，則直接進入降級運營或暫停服務界面，等待維修人員檢修。2）若判斷為可錯誤重置故障代碼，讀取配置文件中的故障等級，判斷優先級，調用故障處理方法，綜合時間優化和次數優化，選定最優處理途徑，進行自助排障。3）自助排障后，返回狀態值，故障恢復則設備正常運行，若故障仍存在，則設備降級運營或暫停服務，自助排障結束。

2.故障處理過程。設備界面要求在整個自助排障過程中，設備均處于暫停服務且自助排障界面，區別于現在的暫停服務，可在此基礎上添加“自助排障中”字符。同時啟動進程自我保護機制，確保自助排障流程不被中斷。故障處理判斷當設備發生故障時，在故障代碼通過功能函數輸出時，獲取此處故障代碼暫存于緩沖寄存器中，遍歷此時獲取的所有故障代碼，并判斷是否存在不可錯誤重置的故障，此時由不可重置的故障分析得兩種故障判斷：存在不可重置的故障（此時設備均處于暫停服務狀態）：1）不可重置故障存在于每個功能模塊中。2）不可重置故障與可重置故障存在于某一功能模塊中。3）不可重置故障單獨存在于某一功能模塊中。若 2）、3）中存在可進行錯誤重置的某一功能模塊，則除不可重置所處的功能模塊外，其他模塊均可進行錯誤重置。當故障代碼均為可重置故障代碼時，則進行錯誤重置操作，獲取故障等級的優先級形成處理順序，形成順序后，判斷當日已處理數量是否小于配置的閾值，若大于閾值則暫停服務;當小于閾值時獲取故障處理方法，通過時間、優先級等綜合選擇處理機制，并啟動保護頁面和機制，之后依次進入各個錯誤處理流程。利用多線程監聽此時的設備狀態，當執行完所有自我重置操作后判斷是否仍存在未解決故障，當存在故障時進行遞歸調用，重復此步驟并限制次數不超過3 次;當調用次數到達3 次或故障已完全解決，則將調用過程寫入到對應故障信息的日志中。

3.故障執行結果分析。當進行錯誤重置后設備故障消失時，返回正常服務界面，設備正常運行。當故障仍存在時，設備進入暫停服務界面，等待維修人員進行維修，并提交所有進行的操作的日志。通過對以上故障處理流程的研究分析，形成AFC 終端設備自助排障流程

4.多故障碼處理機制。經對 TVM 故障狀態代碼說明收集、整理、分析得紙幣循環處理模塊、硬幣模塊、發售模塊、以上可錯誤重置故障表。將可錯誤重置故障代碼、故障等級、故障信息、處理方法寫入配置文件，優先級判斷。在數據寫入配置文件時，通過SetPriority 語句對故障代碼進行優先級設置。在讀取配置文件后，通過GetPriority 語句判斷各故障代碼的優先級，形成處理順序如下：515：172：173：175：1783）途徑優化。本例中 1 個紙幣循環處理模塊故障代碼，2 個硬幣模塊故障代碼，2 個發售模塊故障代碼，需要錯誤重置模塊數n = 3，則進行一鍵錯誤重置。執行程序完成后，得以下結果：n 值大于2 時進行一鍵錯誤重置，返回狀態值s 都為1，設備恢復正常運營。n 值大于2 時進行一鍵錯誤重置，返回狀態值s 為2，則再次進行配置文件讀取，遍歷故障，確定故障代碼，若n 值小于等于2 時且模塊故障錯誤為重置范圍內代碼，則分別對單個模塊進行錯誤重置，當次數m = 3 時，模塊仍為故障，則跳出循環，設備暫停服務，等待人工檢修。

5.防范保護機制。1）保護機制：當上級（上位機）下達指令時，設備需先執行完一套整體的自助排障操作，此時設備外部界面顯示暫停服務且自助排障中的狀態，待執行完之后方可執行上級所下達的操作指令。2）防范機制：當檢修人員打開維修門或者乘車執行界面操作時，設備仍需先執行自助排障操作，同樣設備外部界面顯示暫停服務且自助排障中的狀態，操作完成之后繼續按操作人員的指令執行。3）單日AFC 設備自助排障次數限制。由于存在部分故障在進行錯誤重置后可暫時恢復正常狀態，但當乘客在使用設備后故障又發生的情況。為此，本文設置設備當日故障處理最大閾值與當日設備已處理數量，每次設備或模塊進行錯誤重置時，則已處理數量+1，當設備已處理數量達到設備當日故障處理最大閾值，則調用處理方法，當日不再進行自助排障，發生故障時，設備進入暫停服務界面，等待人工檢修，排查故障多發原因。本自助排障流程為現有TVM 主程序的一個分支，在出現故障時，自動進入自助排障流程，在進行人工檢修時，即登錄維修面板后，則不再執行自助排障流程。

結語

本文以AFC 設備基于軟件優化自助排障的研究為背景，采用文獻與青島地鐵實際調研相結合的方法，對AFC 設備各類故障中可直接進行錯誤重置的故障信息進行匯總，并設計分析錯誤重置的過程，分析設計設備在發生故障時所需的狀態要求，設計錯誤重置的方法與過程，記錄過程進展，在解決之后查看分析設備是否處于正常的運行狀態，并提交設備自我排障的日志。設計自我修復過程中的防范保護機制，確保設備在意外狀況下正常運行。

參考文獻：

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