淺析南京地鐵二號(hào)線自動(dòng)售票機(jī) 5V電源問(wèn)題

陳嘯

摘要：5V電源做為南京地鐵二號(hào)線自動(dòng)售票機(jī)（TVM）重要組成部分之一，其主要作用是為頂板顯示器等設(shè)備部件提供電源支持。5V電源的長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作為自動(dòng)售票機(jī)乃至地鐵運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行提供了保障?；诖耍覀冇斜匾獙?duì)于二號(hào)線TVM 5V電源的故障頻繁的問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真分析，并最終解決。在為AFC設(shè)備平穩(wěn)、高效地運(yùn)行提供了有力的保證，同時(shí)也對(duì)后續(xù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作提供了很好的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)售票機(jī)（TVM）;5V電源;電解電容;散熱

1 ?AFC系統(tǒng)和自動(dòng)售票機(jī)簡(jiǎn)介

AFC是Automatic ?Fare ?Collection（自動(dòng)售檢票）的縮寫。AFC系統(tǒng)又稱自動(dòng)售檢票系統(tǒng)。自動(dòng)售檢票系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軌道交通售票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、清分、管理等全過(guò)程的自動(dòng)化系統(tǒng)。其基本功能包括：

售票功能：用于乘客自助式購(gòu)買地鐵單程票和乘客自助查詢車票。

檢票功能：乘客持車票在非付費(fèi)區(qū)進(jìn)站通道右側(cè)閘機(jī)刷卡區(qū)域上方出示票卡，驗(yàn)證票卡有效后扇門打開(kāi)，乘客進(jìn)入付費(fèi)區(qū)。出站步驟相同，單程票需回收。

統(tǒng)計(jì)功能：車站的AFC設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳與車站SC，各車站SC將數(shù)據(jù)傳給線路中央計(jì)算機(jī)OCC，繼而傳給ACC。

自動(dòng)售票機(jī)（縮寫為TVM）設(shè)于車站非付費(fèi)區(qū)，用于乘客自助式購(gòu)買地鐵單程票和乘客自助查詢車票。自動(dòng)售票機(jī)應(yīng)可通過(guò)參數(shù)設(shè)置為接受硬幣、紙幣、各種儲(chǔ)值類票卡等支付方式，并可以硬幣找零。

2 ?5V 電源問(wèn)題的分析

2.1背景：

5V電源做為南京地鐵二號(hào)線TVM重要組成部分之一，位于TVM右下部的電源系統(tǒng)中。其主要作用是為頂板顯示器等設(shè)備部件提供電源支持。

5V電源的長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作為自動(dòng)售票機(jī)乃至地鐵運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行提供了保障，反之其頻繁故障勢(shì)必對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)造成影響。

二號(hào)線AFC設(shè)備自正式啟用后，5V電源使用一直較為正常。但自2014年6月開(kāi)始短短兩個(gè)多月時(shí)間內(nèi)，連續(xù)出現(xiàn)了多臺(tái)5V電源故障?，F(xiàn)象描述為頂板顯示閃爍，現(xiàn)場(chǎng)維修時(shí)可聽(tīng)到5V電源輸出監(jiān)控繼電器頻繁開(kāi)、合動(dòng)作，而后頂板顯示熄滅，確認(rèn)5V電源損壞。

2.2 原因分析：

經(jīng)過(guò)對(duì)故障件的維修分析和現(xiàn)場(chǎng)故障的分析，5V電源的故障原因主要是5V電源內(nèi)部的兩個(gè)電容工作溫度過(guò)高產(chǎn)生的故障。

故障件維修分析

測(cè)試現(xiàn)象：可上電，無(wú)帶載能力。

開(kāi)機(jī)檢測(cè)：打開(kāi)電源外殼，可明顯看到后端兩顆電解電容已鼓包。

分析：長(zhǎng)時(shí)間高溫運(yùn)行，導(dǎo)致電解電容壽命降低，電解液消耗快，形成鼓包現(xiàn)象，功能失效[1]。

現(xiàn)場(chǎng)故障分析

溫度測(cè)試：選取仙鶴門站三臺(tái)TVM的5V電源，在工作情況下電容附近的溫度進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果均為71攝氏度。

分析：電解電容長(zhǎng)時(shí)間高溫運(yùn)行，導(dǎo)致壽命降低。

結(jié)論

綜合產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)情況，產(chǎn)品特性和故障產(chǎn)品分析，現(xiàn)判斷故障原因如下：

電源產(chǎn)品安裝散熱條件不足，導(dǎo)致產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行高溫環(huán)境內(nèi)，由于電氣元件高溫下的壽命會(huì)受到明顯影響，器件失效，出現(xiàn)目前二號(hào)線TVM內(nèi)采用的CP SNT 50W 5V 10A 電源在運(yùn)行頻繁出現(xiàn)故障。

3 ?解決方案及試點(diǎn)推廣情況

3.1解決方案

根據(jù)對(duì)5V 電源故障原因的分析確定為電源散熱問(wèn)題所致，我們提出了如下解決方案：

在電源箱體內(nèi)部5V電源右側(cè)，使用特制風(fēng)扇支架加裝一個(gè)24V直流風(fēng)扇，增加空氣流動(dòng)，降低5V電源的工作溫度，加裝位置如下圖紅線內(nèi)部。

以下是加裝前后對(duì)比圖片：

全線更換5V電源的電解電容。

3.2試點(diǎn)效果

針對(duì)TVM中5V電源散熱環(huán)境差造成5V電源損壞頻繁的問(wèn)題，8月底選取了曾經(jīng)問(wèn)題較多的仙鶴門、經(jīng)天路兩個(gè)車站的3臺(tái)設(shè)備進(jìn)行了加裝散熱風(fēng)扇的試點(diǎn)工作。經(jīng)多次測(cè)試，加裝散熱風(fēng)扇的設(shè)備5V電源處環(huán)境溫度降低20度以上，效果較為良好。具體數(shù)據(jù)如下：

3.3推廣情況

經(jīng)過(guò)前期測(cè)試和試點(diǎn)，于當(dāng)年9月下旬對(duì)二號(hào)線全線設(shè)備進(jìn)行了整改，運(yùn)行直接效果良好。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)南京地鐵二號(hào)線 TVM 5V電源問(wèn)題的分析和解決。一方面，為AFC設(shè)備平穩(wěn)、高效地運(yùn)行提供了有力的保證。另一方面，也引發(fā)我們的思考，對(duì)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和研發(fā)過(guò)程中需要充分考慮到設(shè)備部件的性能、特性，設(shè)計(jì)更加合理。

參考文獻(xiàn)：

[1]《電解電容器的應(yīng)用條件與壽命的關(guān)系》電源世界 2005年第12期

[2]《電解電容器的使用壽命與環(huán)境溫度的相對(duì)關(guān)系》愛(ài)特電子 2000年9月