西安地铁自动检票机瞬时失电分析研究

井康

[摘要]本文阐述了西安地铁自动检票机瞬时失电机制、原理以及各种失电问题原因分级及研究，为自动检票机后续供电的升级及改造提供参考。

[关键词]自动检票机（AGM）；不间断电源（uPs）；扇门控制板（PCM）；失电

1研究背景

西安地铁（北客站一北大街站）区间发生的电压波动事件中，各站AGM失电后出现了不同的状态：部分闸机未受影响，自动恢复；部分闸机进入正常休眠状态：部分闸机进入异常休眠状态（正常情况下AGM处于休眠模式时扇门打开，而此次进入休眠状态的一部分AGM扇门关闭）。另外，处于休眠状态的AGM远程唤醒后长时间无反应。

2AGM失电处理机制

当AGM失电后，AGM主控软件监控到UPS市电丢失，主控软件会进入休眠状态（主控判断AGM市电丢失后，将不再进行UPS市电监控），并向PCM板下发命令，使扇门常开，有人进入通道时扇门关闭。

由于厂家未提供“AGM主控监测到UPS市电丢失”到“主控向PCM板发送休眠命令”的时间间隔，各台AGM掉电后“检测到市电丢失时间”和“向PCM板发送休眠命令时间”不完全一样。

3AGM瞬间失电状态实验测试

搭建测试环境，设定失电又加电后导致三种状态，分别为“AGM自动恢复”、“AGM正常休眠”、“AGM异常休眠”。

3.1AGM自动恢复

针对此情况，在模拟实验室AGM进行测试，发现掉电时间为1s左右时（即断电后再来电的时间间隔为1s），AGM有一定几率自动恢复。

实验分析：由于AGM主控软件目前对UPS监控周期時间为1s，若失电发生在UPS监控间隔，则AGM还未检测到市电丢失，市电又恢复了正常供电，AGM在UPS支撑下软件依旧按照停电前的状态运行。由于扇门由市电供电，因此断电时扇门打开，上电后扇门闭合。此类情况下，闸机的表现为：扇门瞬间打开然后又闭合，设备整体又进入正常运营状态，

逻辑原因分析如图1所示：

综上所述，推测“背景事件”3次掉电后，部分AGM之所以能自动恢复，是因为3次掉电均处于此类设备的UPS监控间隔。

3.2AGM正常休眠

“背景事件”出现了数次失电的叠加情况，为便于分析，下面将先对一次失电进入正常休眠的情况进行分析，再讨论数次失电的叠加情况。

3.2.1一次失电进人正常休眠

实验分析，发现“瞬时失电又来电”时间为2_4s左右时，AGM有较大几率进入正常休眠模式。此类情况下，当AGM主控软件监控到UPS市电丢失后。主控软件会进入休眠状态，并向PCM板下发命令，扇门常开，有人进入通道时扇门关闭。只要在工控机向PCM板下发命令前上电，PCM板就会接收此命令，打开扇门。逻辑原因分析如图2所示：

3.2.2多次失电正常休眠

实验分析：当出现多次掉电情况时，若AGM进入正常休眠，有以下两种情况：

1）多次掉电时，仅最后一次掉电被AGM主控软件检测到。此情况与“一次掉电进入正常休眠”处理方式完全一致。

2）多次掉电中，AGM主控软件检测到中间某次掉电后，主控软件进入休眠状态，并向PCM板下发命令：而由于此次“AGM主控监测到市电丢失”一“主控向PCM板发送休眠命令”的时间间隔较长，最后一次市电恢复后，PCM板才接收到工控的休眠指令，因此设备能进入正常休眠状态。

3.3AGM异常休眠

3.3.1一次掉电异常休眠

模拟实验发现断电后再来电时间间隔为3-5s左右时，AGM有一定几率进入异常休眠模式，若断电后再来电时间间隔为6s以上时，实验证明AGM进入异常休眠模式。

此类情况下，当AGM主控软件监控到UPS市电丢失后，主控软件会进入休眠状态，并向PCM板下发命令，而由于此时PCM板还未上电，无法处理此命令，因此此命令不起作用。PCM板上电后会关闭扇门并保持此状态。

逻辑原因分析如图3所示。

模拟出了临界状态，推测临界状态出现的原因为各台AGM失电后“检测到市电丢失时间”和“向PCM板发送休眠命令时间”不完全一样，因此右侧的AGM在上电后向PCM板发送休眠命令，而左侧AGM则在上电前就向PCM板发送休眠命令。

3.3.2正常休眠后再失电引起异常休眠

经实验测试后发现：若AGM已进入正常休眠状态并再次掉电，则上电后AGM必定进入异常休眠模式。

由于最后一次掉电时，AGM已进入休眠模式，不会再向PCM板发送休眠命令。而PCM板此次失电时，此前的休眠状态参数会丢失，PCM板上电后会关闭扇门并保持此状态。

故此推测：电压波动后进入异常休眠状态的部分AGM，是在第一次或第二次掉电时，就已检测到市电失电并进入休眠模式：而在下一次瞬间失电后PCM板此前的休眠状态参数丢失，AGM进入了异常休眠状态。

4AGM休眠唤醒分析研究

4.1唤醒成功率测试

针对“背景事件”休眠AGM远程唤醒后长时间无反应的问题，通过模拟实验，在通过sc对休眠AGM进行的20次唤醒中，出现了2次无法唤醒的情况，唤醒成功率为90%，唤醒时长为3-5分钟。

4.2远程唤醒原理分析

4.2.1软件原理

AGM能实现远程唤醒，是采用了远程唤醒WOL技术（WOL局域网远程开机技术）。由网卡配合其他软硬件，通过给处于待机状态的网卡发送特定的数据祯，使工控机从停机状态启动。

经过实验测试，SC上只需安装Magic Packet Utility工具，即可通过此工具实现AGM的唤醒。

4.2.2硬件原理

工控机的供电电源有24VDC和5VDC两种，正常工作状态下，由24VDC为工控机供电，5VDC不供电；休眠模式下，24VDC掉电，仅有5VDC为网卡供电（供电电流约为150mA，功率较小）。

[责任编辑：王伟平]