基于GO法的地鐵自動(dòng)售票系統(tǒng)運(yùn)行可靠性分析

摘要：針對(duì)地鐵自動(dòng)售票機(jī)運(yùn)行時(shí)主要依靠工作人員定期巡檢維護(hù)，存在人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、故障處理不及時(shí)、設(shè)備突發(fā)停機(jī)等問(wèn)題，文章基于GO法對(duì)地鐵自動(dòng)售票系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性研究，利用GO法分別對(duì)硬幣模式和紙幣模式進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)售票系統(tǒng)的可靠性分析結(jié)果表明，文章提出的方法可以指導(dǎo)工作人員有針對(duì)性地對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，節(jié)約時(shí)間，提高效率，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：地鐵自動(dòng)售票機(jī)；GO法；可靠性分析；提高效率

中圖分類號(hào)：U293.22""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0"引言

近年來(lái)，我國(guó)城市軌道交通發(fā)展迅速，在建和開(kāi)通里程不斷增加，給廣大人民帶來(lái)了便利^［1-3］。地鐵自動(dòng)售票機(jī)作為地鐵運(yùn)行的重要設(shè)備，減少了人工售票的環(huán)節(jié)，其運(yùn)行是否穩(wěn)定直接影響乘客的出行體驗(yàn)。目前，日常對(duì)自動(dòng)售票機(jī)缺乏可靠性的研究，主要依賴工作人員定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，維修過(guò)程也沒(méi)有針對(duì)性，若突發(fā)故障，將無(wú)法及時(shí)處理，其結(jié)果將造成設(shè)備無(wú)法使用^［4-6］。

為了更好地解決地鐵自動(dòng)售票機(jī)主要依靠工作人員定期巡檢維護(hù)，存在人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、故障處理不及時(shí)、人力物力浪費(fèi)等問(wèn)題，本文基于GO法對(duì)地鐵自動(dòng)售票系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性研究，利用GO法分別對(duì)硬幣模式和紙幣模式進(jìn)行了分析，通過(guò)對(duì)售票系統(tǒng)的可靠性分析，指導(dǎo)工作人員有針對(duì)性地對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，節(jié)約時(shí)間，提高效率。

1"GO法原理

GO法（GO Methodology）是一種從事件輸入經(jīng)過(guò)建立GO圖到GO計(jì)算的可靠性分析方法^［7-8］，使用信號(hào)流代替元件，通過(guò)GO運(yùn)算完成系統(tǒng)的可靠性分析。GO法分析過(guò)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(jù)各元件的特性，組成不同操作符系統(tǒng)；

（2）將所有的操作符用信號(hào)流連接起來(lái)，以輸入為起點(diǎn)，直到最終輸出；

（3）對(duì)所有操作符和信號(hào)流進(jìn)行唯一性編號(hào)，便于后續(xù)信號(hào)流計(jì)算；

（4）對(duì)操作符和信號(hào)流進(jìn)行檢測(cè)，保證無(wú)誤后，GO圖建立完成。

1.2"輸入數(shù)據(jù)

建立GO圖后，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，明確狀態(tài)概率，假設(shè)正常狀態(tài)的概率為PC（1）=A，故障狀態(tài)的概率為PC（2）=1-A，各參數(shù)關(guān)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(guò)故障率λC和平均維修時(shí)間MTTR=1μC 2個(gè)參數(shù)判定可靠性。

1.3"系統(tǒng)評(píng)價(jià)

根據(jù)計(jì)算要求，通過(guò)整個(gè)過(guò)程的計(jì)算，最終得到信號(hào)流的可靠性結(jié)果，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)，整個(gè)分析過(guò)程如圖1所示。

2"地鐵自動(dòng)售票機(jī)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(dāng)乘客完成選擇后，控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出收幣指令，紙幣窗口和硬幣窗口同時(shí)打開(kāi)，乘客投入硬幣，通過(guò)識(shí)別器判定為真幣，暫時(shí)存入暫存器內(nèi)，待全部硬幣投入結(jié)束，統(tǒng)一送到錢(qián)箱內(nèi)，整個(gè)過(guò)程結(jié)束。建立硬幣模式GO圖如圖2所示。

2.1.2"GO運(yùn)算

根據(jù)設(shè)備日常運(yùn)行狀態(tài)，以積累的數(shù)據(jù)作為硬幣模式可靠性參數(shù)，如表1所示。

對(duì)硬幣模式進(jìn)行可靠性分析，因收幣指令和投幣指令為系統(tǒng)信號(hào)，故P_R1（1）=P_R3（1）=1，整個(gè)信號(hào)流計(jì)算過(guò)程如下。

（1）信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(shù)代入公式（3）—（7），得到硬幣模式可靠性結(jié)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(dāng)乘客完成選擇后，控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出收幣指令，紙幣窗口和硬幣窗口同時(shí)打開(kāi)，與投入硬幣不同，紙幣需要傳動(dòng)裝置進(jìn)行輸送，并且，投入紙幣存在找零的情況，乘客投入紙幣，傳動(dòng)裝置將紙幣輸送到識(shí)別器判定，真幣暫時(shí)存入暫存器內(nèi)，待紙幣投入結(jié)束，判定是否需要找零，然后統(tǒng)一送到錢(qián)箱內(nèi)，整個(gè)過(guò)程結(jié)束。建立紙幣模式GO圖如圖3所示。

2.2.2"GO運(yùn)算

根據(jù)設(shè)備日常運(yùn)行狀態(tài)，以積累的數(shù)據(jù)作為紙幣模式可靠性參數(shù)，如表3所示。

對(duì)紙幣模式進(jìn)行可靠性分析，因收幣指令和投幣指令為系統(tǒng)信號(hào)，故P_R1（1）=P_R3（1）=1，整個(gè)信號(hào)流計(jì)算過(guò)程如下。

（1）信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(shù)代入公式（8）—（17），得到紙幣模式可靠性結(jié)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(shí)間相較紙幣模式都低，這是因?yàn)橛矌拍Ｊ降脑O(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單、輸送方式靠硬幣重力，而紙幣模式需要復(fù)雜的傳動(dòng)裝置，并且工作方式多樣，容易引發(fā)故障。通過(guò)對(duì)售票系統(tǒng)的可靠性分析，可以指導(dǎo)工作人員有針對(duì)性地對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，節(jié)約時(shí)間，提高效率。

3"結(jié)語(yǔ)

文章基于GO法對(duì)地鐵自動(dòng)售票系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性研究，通過(guò)對(duì)售票系統(tǒng)的可靠性分析，可以指導(dǎo)工作人員有針對(duì)性地對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，有效解決了人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、故障處理不及時(shí)、人力物力浪費(fèi)等問(wèn)題，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。

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（編輯""沈"強(qiáng)）

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