基于GO法的地鐵自動售票系統運行可靠性分析

摘要：針對地鐵自動售票機運行時主要依靠工作人員定期巡檢維護，存在人工勞動強度大、故障處理不及時、設備突發停機等問題，文章基于GO法對地鐵自動售票系統進行了可靠性研究，利用GO法分別對硬幣模式和紙幣模式進行分析。通過對售票系統的可靠性分析結果表明，文章提出的方法可以指導工作人員有針對性地對設備進行維護，節約時間，提高效率，具有良好的應用價值。

關鍵詞：地鐵自動售票機；GO法；可靠性分析；提高效率

中圖分類號：U293.22""文獻標志碼：A

0"引言

近年來，我國城市軌道交通發展迅速，在建和開通里程不斷增加，給廣大人民帶來了便利^［1-3］。地鐵自動售票機作為地鐵運行的重要設備，減少了人工售票的環節，其運行是否穩定直接影響乘客的出行體驗。目前，日常對自動售票機缺乏可靠性的研究，主要依賴工作人員定期對設備進行維護，維修過程也沒有針對性，若突發故障，將無法及時處理，其結果將造成設備無法使用^［4-6］。

為了更好地解決地鐵自動售票機主要依靠工作人員定期巡檢維護，存在人工勞動強度大、故障處理不及時、人力物力浪費等問題，本文基于GO法對地鐵自動售票系統進行了可靠性研究，利用GO法分別對硬幣模式和紙幣模式進行了分析，通過對售票系統的可靠性分析，指導工作人員有針對性地對設備進行維護，節約時間，提高效率。

1"GO法原理

GO法（GO Methodology）是一種從事件輸入經過建立GO圖到GO計算的可靠性分析方法^［7-8］，使用信號流代替元件，通過GO運算完成系統的可靠性分析。GO法分析過程具體如下。

1.1"建立GO圖

建立GO圖的具體步驟如下：

（1）根據各元件的特性，組成不同操作符系統；

（2）將所有的操作符用信號流連接起來，以輸入為起點，直到最終輸出；

（3）對所有操作符和信號流進行唯一性編號，便于后續信號流計算；

（4）對操作符和信號流進行檢測，保證無誤后，GO圖建立完成。

1.2"輸入數據

建立GO圖后，需要進行數據錄入，明確狀態概率，假設正常狀態的概率為PC（1）=A，故障狀態的概率為PC（2）=1-A，各參數關系可表示為：

PC（1）=μCλC+μC（1）

PC（2）=λCλC+μC（2）

式中，λC為故障率；μC為維修率。

本文通過故障率λC和平均維修時間MTTR=1μC 2個參數判定可靠性。

1.3"系統評價

根據計算要求，通過整個過程的計算，最終得到信號流的可靠性結果，進而對系統進行可靠性評價，整個分析過程如圖1所示。

2"地鐵自動售票機可靠性分析

2.1nbsp;利用GO法分析硬幣模式

2.1.1"建立GO圖

當乘客完成選擇后，控制系統會發出收幣指令，紙幣窗口和硬幣窗口同時打開，乘客投入硬幣，通過識別器判定為真幣，暫時存入暫存器內，待全部硬幣投入結束，統一送到錢箱內，整個過程結束。建立硬幣模式GO圖如圖2所示。

2.1.2"GO運算

根據設備日常運行狀態，以積累的數據作為硬幣模式可靠性參數，如表1所示。

對硬幣模式進行可靠性分析，因收幣指令和投幣指令為系統信號，故P_R1（1）=P_R3（1）=1，整個信號流計算過程如下。

（1）信號流2。

P_R2（1）=P_R1（1）P_C2（1）

P_R2（2）=1-P_R2（1）

λ_R2=λ_R1+λ_C2

μ_R2=λ_R2P_R2（1）/P_R2（2）（3）

（2）信號流4。

P_R4（1）=P_R2（1）P_R3（1）P_C4（1）

P_R4（2）=1-P_R4（1）

λ_R4=λ_R2+λ_R3+λ_C4

μ_R4=λ_R4P_R4（1）/P_R4（2） （4）

（3）信號流5。

P_R5（1）=P_R4（1）P_C5（1）

P_R5（2）=1-P_R5（1）

λ_R5=λ_R4+λ_C5

μ_R5=λ_R5P_R5（1）/P_R5（2）（5）

（4）信號流6。

P_R6（1）=P_R5（1）P_C6（1）

P_R6（2）=1-P_R6（1）

λ_R6=λ_R5+λ_C6

μ_R6=λ_R6P_R6（1）/P_R6（2）（6）

（5）信號流7。

P_R7（1）=P_R6（1）P_C7（1）

P_R7（2）=1-P_R7（1）

λ_R7=λ_R6+λ_C7

μ_R7=λ_R7P_R7（1）/P_R7（2）（7）

將表1硬幣模式可靠性參數代入公式（3）—（7），得到硬幣模式可靠性結果，如表2所示。

2.2"利用GO法分析紙幣模式

2.2.1"建立GO圖

當乘客完成選擇后，控制系統會發出收幣指令，紙幣窗口和硬幣窗口同時打開，與投入硬幣不同，紙幣需要傳動裝置進行輸送，并且，投入紙幣存在找零的情況，乘客投入紙幣，傳動裝置將紙幣輸送到識別器判定，真幣暫時存入暫存器內，待紙幣投入結束，判定是否需要找零，然后統一送到錢箱內，整個過程結束。建立紙幣模式GO圖如圖3所示。

2.2.2"GO運算

根據設備日常運行狀態，以積累的數據作為紙幣模式可靠性參數，如表3所示。

對紙幣模式進行可靠性分析，因收幣指令和投幣指令為系統信號，故P_R1（1）=P_R3（1）=1，整個信號流計算過程如下。

（1）信號流2。

P_R2（1）=P_R1（1）P_C2（1）

P_R2（2）=1-P_R2（1）

λ_R2=λ_R1+λ_C2

μ_R2=λ_R2P_R2（1）/P_R2（2）（8）

（2）信號流4。

P_R4（1）=P_R2（1）P_R3（1）P_C4（1）

P_R4（2）=1-P_R4（1）

λ_R4=λ_R2+λ_R3+λ_C4

μ_R4=λ_R4P_R4（1）/P_R4（2）（9）

（3）信號流5。

P_R5（1）=P_R4（1）P_C5（1）

P_R5（2）=1-P_R5（1）

λ_R5=λ_R4+λ_C5

μ_R5=λ_R5P_R5（1）/P_R5（2）（10）

（4）信號流6。

P_R6（1）=P_R5（1）P_C6（1）

P_R6（2）=1-P_R6（1）

λ_R6=λ_R5+λ_C6

μ_R6=λ_R6P_R6（1）/P_R6（2）（11）

（5）信號流7。

P_R7（1）=P_R6（1）P_C7（1）

P_R7（2）=1-P_R7（1）

λ_R7=λ_R6+λ_C7

μ_R7=λ_R7P_R7（1）/P_R7（2）（12）

（6）信號流8。

P_R8（1）=P_R7（1）P_C8（1）

P_R8（2）=1-P_R8（1）

λ_R8=λ_R7+λ_C8

μ_R8=λ_R8P_R8（1）/P_R8（2）（13）

（7）信號流9。

P_R9（1）=P_R8（1）P_C9（1）

P_R9（2）=1-P_R9（1）

λ_R9=λ_R8+λ_C9

μ_R9=λ_R9P_R9（1）/P_R9（2）（14）

（8）信號流10。

P_R10（1）=P_R9（1）P_C10（1）

P_R10（2）=1-P_R10（1）

λ_R10=λ_R9+λ_C10

μ_R10=λ_R10P_R10（1）/P_R10（2）（15）

（9）信號流11。

P_R11（1）=P_R10（1）P_C11（1）

P_R11（2）=1-P_R11（1）

λ_R11=λ_R10+λ_C11

μ_R11=λ_R11P_R11（1）/P_R11（2）（16）

（10）信號流12。

P_R12（1）=P_R11（1）P_C12（1）

P_R12（2）=1-P_R12（1）

λ_R12=λ_R11+λ_C12

μ_R12=λ_R12P_R12（1）/P_R12（2）（17）

將表3紙幣模式可靠性參數代入公式（8）—（17），得到紙幣模式可靠性結果，如表4所示。

2.3"可靠性分析

由表2和表4可知，硬幣模式的故障率、維修率、平均維修時間相較紙幣模式都低，這是因為硬幣模式的設備構造簡單、輸送方式靠硬幣重力，而紙幣模式需要復雜的傳動裝置，并且工作方式多樣，容易引發故障。通過對售票系統的可靠性分析，可以指導工作人員有針對性地對設備進行維護，節約時間，提高效率。

3"結語

文章基于GO法對地鐵自動售票系統進行了可靠性研究，通過對售票系統的可靠性分析，可以指導工作人員有針對性地對設備進行維護，有效解決了人工勞動強度大、故障處理不及時、人力物力浪費等問題，具有良好的應用價值。

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（編輯""沈"強）

Reliability analysis of subway automatic ticketing system operation based on GO method

CHEN "Jingsha¹， HE "Jianjun²， ZHANG "Shujun²

（1.Guangzhou Metro Group Co.， Ltd.， Guangzhou 510620， China;

2.Guangzhou Xinke Jiadu Technology Co.， Ltd.， Guangzhou 510440， China）

Abstract： "In response to the problems of high manual labor intensity， untimely fault handling， and sudden equipment shutdown caused by regular inspection and maintenance by staff during the operation of subway automatic ticket vending machines， this article conducts reliability research on the subway automatic ticket vending system based on the GO method， and analyzes the coin mode and paper currency mode separately using the GO method. The reliability analysis of the ticketing system shows that the method proposed in the article can guide staff to maintain equipment in a targeted manner， save time， improve efficiency， and has good application value.

Key words： subway ticket vending machines; GO method; reliability analysis; increase of efficiency