城市轨道交通AFC系统站级设备维修质量提升方法研究

谢南洋、罗玲、张玉娜

（武汉地铁运营有限公司，湖北武汉430000）

0 引言

AFC 系统设备的稳定运行，是城市轨道交通安全高效运营的基础，因此提升AFC 站级设备维修质量是AFC 设备管理方向的重点课题。本文以武汉地铁1 号线部分车站AFC 站级设备故障为基础，分析故障数据，剖析目前AFC 站级设备管理方面存在的问题，提出了相应的解决办法，并按照办法执行，得出了方法的执行效果。

1 AFC 系统概述

1.1 AFC 系统组成

自动售检票系统，简称AFC 系统，是指综合运用计算机技术、网络通信技术、智能卡技术、数据库技术、统计和财务等专业知识，实现轨道交通的售票、检票、计费、收费、统计、清分结算和运行管理等全过程的自动化系统。AFC 系统站级设备主要包括自动售票机（TVM）、自动检票机（AGM）和半自动售票机（BOM）等。

1.2 AFC 系统站级设备的维修方式

根据AFC 系统站级设备维护维修工作的特点，分为故障抢修、计划维修、大修。

1.2.1 故障抢修

故障维修是指当AFC 系统站级设备发生故障或出现异常时，车站工作人员将故障报送至AFC 专业维修人员，维修人员及时现场排除设备故障，恢复设备正常运营。

1.2.2 计划维修

计划维修包括AFC 系统站级设备的日检、月检、季度检、半年检、年检。计划维修通过对设备周期性的巡检，排除设备各模块因零部件磨损、老化或即将失效等原因导致的故障，有效跟踪监测设备的运行状态。

1.2.3 大修

大修是指对设备进行全面保养维护，对使用寿命到期以及磨损严重的主要零件进行更换。

1.3 AFC 系统站级设备故障指标

1.3.1 万人次故障数量

万人次故障数量是指AFC 站级设备每进行万次交易的平均故障次数，计算公式如下：

1.3.2 设备完好率

设备完好率是反映AFC 站级设备运行质量的重要指标，反映全部设备提供可靠服务的时间比例，正常情况下AFC 站级设备完好率均需≥99.90%，设备完好率的计算公式如下：

2 AFC 系统站级设备的故障分析

2.1 总体故障情况的分析

选取武汉地铁1 号线头道街至汉口北共9 个车站，2020年10月～12月TVM 和AGM 故障数据进行分析，TVM、AGM 设备各模块故障数量占比见表1。

表1 TVM 和AGM 各模块故障比例对比表

根据数据显示，TVM 大部分故障分布在纸币模块、单程票模块、硬币模块，AGM 大部分故障分布在回收机构、扇门机芯，以上模块均为使用中需进行大量重复性机械动作的模块[1]。

2.2 交易量故障的对比情况

根据2020年10月～12月武汉地铁1 号线头道街至汉口北9 个站点的设备故障数和交易量统计，得出9 个站点故障与车站客流量关系图，如图1所示。

图1 AFC 系统站级设备交易量与故障对比图

根据以上图表分析可以看出，车站AFC 设备故障与设备交易量存在着一定的正相关线性关系。

2.3 AFC 系统站级设备主要模块的故障分析

2.3.1 TVM 主要模块的故障分析

TVM 大部分故障分布在纸币模块、硬币模块和单程票模块，2020年10月～12月TVM 纸币模块、硬币模块和单程票模块三大模块各类型故障比例如图2所示。

图2 TVM 主要模块故障比例

通过图2 数据，可以看出三大模块中发生较多的故障分别为卡钱卡票故障、通讯故障及其他类型故障。结合设备实际情况分析，卡钱卡票类故障主要是由乘客投入的钱币破旧、带有褶皱粘胶和模块内部通道缺少维护、污渍较多两方面原因造成的；通讯故障由设备重启后模块初始化未完成，未及时与上位机建立通讯连接造成；其他类故障主要为偶发性模块硬件故障。

2.3.2 AGM 主要模块的故障分析

AGM 大部分故障分布在回收机构和机芯模块。2020年10月～12月AGM 回收机构和机芯模块各类型故障比例如图3所示。

图3 AGM 主要模块故障比例

结合图3 数据和设备实际情况分析，卡票故障主要是由回收机构内舌挡偏移和回收通道缺少维护造成；三杆机芯故障大多为角度传感器故障；扇门机芯故障主要由于角度传感器和扇门等部件使用频次高，导致部件离位故障频发；其他类型故障主要为模块硬件故障和通讯故障等。

2.4 AFC 系统站级设备故障的特点分析

2.4.1 故障数量与使用频次存在一定的正相关线性关系。设备使用量增加，故障随之增多。

2.4.2 设备故障模块和部件具有趋同性，一是TVM 故障主要集中在纸币模块、单程票模块、硬币模块，AGM 故障主要集中在扇门机芯和回收机构；二是设备故障部件多为扇门、电磁铁、角度传感器等使用中需进行重复性动作的部件。

2.4.3 设备运行状态受软硬件设计制造影响较大，设备软硬件设计制造缺陷容易引起顽固性故障，导致设备故障增多。

3 AFC 系统的维修管理问题分析

通过对AFC 系统站级设备故障情况的分析，发现目前自动售检票系统维修管理方面仍存在以下几个方面问题：

3.1 高频故障分析整改不全面

维修人员对设备高频故障情况缺乏关注。一是维修人员对高频故障不敏感，缺少具体数据统计分析，无法通过数据分析高频故障设备情况；二是维修人员维修故障治标不治本，导致故障屡修不止。

3.2 设备维护检修缺乏预见性

AFC 站级设备的预防性维护检修工作缺乏预见性。一是大客流情况下未提前进行针对性的维护检修，造成故障频发；二是运营过程中不能及时了解设备运行状态并消除隐患，规避故障；三是对设备部件生命周期不明确，无法了解部件运营状态，并在损坏前进行预防性更换，且不能根据预防性更换的情况，为备件采购提供数据支撑。

3.3 设备软件设计存在缺陷

设备的软件设计缺陷影响设备的运营状态。一是软件缺乏自修的功能，不具备自动监测修复故障的功能，造成维修成本大幅增加；二是软件存在功能性漏洞，导致设备出现业务处理出错、长短款等问题，影响正常使用。

3.4 设备种类品牌多，不便于管理

AFC 设备品牌厂家众多，各品牌设备结构性能不同，且备件不通用，给维修管理带来难度。一是不同品牌设备结构性能各异，要求维修人员掌握多种品牌设备的维修技能，给设备维修增加了难度。二是不同品牌设备备件不通用，给备件采购和管理增加了难度[2]。

3.5 人员培训管理难度大

一是AFC 设备维修要求维修人员具备设备硬件结构、软件配置、低压配电等众多理论知识，培训难度较大；二是在日常运营中维修人员无法使用车站设备进行专项实操培训，仅能通过日常故障维修提升实操水平，实操培训不够全面。

4 AFC 设备维修管理质量提升的方法举措

4.1 加强高频故障设备跟进

针对设备高频故障，建立高频故障数据统计台账，定期统计分析设备故障，找出故障数排名靠前的故障设备、故障模块，并准确定位故障原因，解决频发故障。

4.2 提升设备维护检修的预见性

在设备维修管理过程中，需合理制定维护检修任务。一是在节假日大客流前，对重点车站设备优先检修，保障大客流期间设备的稳定性；二是要全面了解设备的运营状态，并通过计划性维修，消除设备隐患；三是做好备件更换记录，明确设备重要模块备件的生命周期，在备件生命周期临界前进行更换，避免因备件损坏而发生故障。

4.3 优化设备的软件设计

针对设备软件问题，通过优化软件的方式解决。一是增加软件的普通故障自检修复功能，使设备发生简单故障时能通过自检方式解决；二是修复软件功能性缺陷，避免业务处理错误、长短款等问题。

4.4 加强维修人员的横向培训

一是加强设备软件配置、低压配电、计算机网络等理论知识培训，提高维修人员分析解决问题的综合能力；二是加强多品牌、多类型设备的维修培训，使维修人员熟悉不同品牌、类型的设备，熟练解决各种设备故障。

5 实施效果分析

2021年1月，武汉地铁1 号线头道街至汉口北共计9 个站点，开始试点实施上述各项措施。

5.1 设备完好率指标对比

2020～2021 年武汉地铁1 号线头道街至汉口北9个站点设备完好率对比如图4所示。2021年武汉地铁1 号线头道街至汉口北9 个站点中，除丹水池站AGM设备完好率较2020年有所下降，其他站点设备完好率均有所提升。结合现场实际情况对丹水池站故障情况分析，该站2021年的故障中，有较多故障需更换备件，故障修复时间过长，影响整体的设备完好率。

图4 2020年和2021年设备完好率对比

5.2 万人次故障指标对比

2020年和2021年武汉地铁1 号线头道街至汉口北9 个站点，万人次故障数对比如图5所示。

图5 2020年和2021年万人次故障数对比

2021年武汉地铁1 号线头道街至汉口北所有站点，万人次故障数较2020年有大幅下降。

5.3 效果分析

分析对比武汉地铁1 号线头道街至汉口北9 个站点，2020年和2021年的设备完好率和万人次故障数，各站设备完好率均有所提升，万人次故障数大幅下降，说明上述提升维修质量的措施有效可行，对提升AFC 站级设备的维修质量有较大帮助。

6 结语

在轨道交通运营中，AFC 站级设备必须保证安全稳定运行，因此需要不断提升设备故障维修效率，提高设备的稳定性，并积极创新，建立设备管理信息化平台，实现设备状态、备件生命周期、维护检修频次等信息的实时监控。在日常工作中，必须做到立足实际与开拓创新相结合，更好地完成设备的维修管理任务，保证设备正常运营，为乘客出行提供更好的城市轨道交通服务质量。