3苏州市轨道交通AFC检修基地可行性分析报告.docx
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3苏州市轨道交通AFC检修基地可行性分析报告
苏州市轨道交通AFC专业
维修基地可行性分析
引言
1号线、2号线相继开通运营标志着苏州市轨道交通步入了线网运营时代，2号线延伸线与4号线工程实施也紧锣密鼓，随着轨道交通线网的拓展完善，苏州市民将越来越依赖这种便捷、舒适的出行方式。
自动售检票（AFC）系统是智能运输系统（ITS）中一项具体服务内容和关键技术，在城市轨道交通系统网络化运营体系中，多条线路AFC系统既独立又互联，既实现地铁AFC系统和公交IC卡系统之间的“一卡通”，又实现地铁各线路之间的“一票通”，在提高轨道交通系统的运行效率，提高轨道交通系统的管理能力，方便市民出行，提高市民生活质量，更好服务社会方面，日益发挥出举足轻重的作用。
AFC系统设备的稳定运行以及高质量的检修，对轨道运营安全显得十分重要，同时对专业技术的研究发展有深远意义。
AFC维修基地的筹建，旨在整合优化现有维修平台的设备布局，充分发挥维修平台的特点及优势；提高AFC系统设备检修质量、降低检修成本、提升技能、储备人才；同时，掌握本专业核心技术、把握本专业研发趋势，为促进苏州市轨道交通事业更好更快发展贡献力量。
本文将从AFC维修基地的背景、意义、可行性、项目规划及实施前景等方面展开论述。
一、AFC维修基地筹建背景
二、
AFC系统作为轨道交通十余个专业系统之一，其基于计算机技术、网络技术、大型数据库技术、现代通讯技术、自动控制技术、非接触IC卡技术、机电一体化技术、模式识别技术、传感技术、精密机械技术等多项高新技术于一体。
随着运行时间的增加，AFC中央核心系统由于数据海量、爆发式增长，以及系统设备各部件由于自身老化、磨损及环境因素影响，会出现性能衰退、可靠性降低等现象，AFC设备故障率会明显升高，甚至产生安全隐患。
这些问题通过日常的维修手段难以解决，因此，一般AFC系统终端设备经过一段时间的运行，就需要定期进行小修、中修及轮换修。
苏州市轨道交通AFC系统设备检修规程有日常维护（包括日巡视、周巡检、双周检、月检、季检等）、小修（年检）。
现有维修模式无法满足AFC设备维修的全部需求。
目前苏州轨道运营AFC专业线网内一二号线各有一个维修平台（工间），分别位于天平和太平车辆段。
这种离散式布局，不利于集中管理，也不利于维修作业的计划和施行。
事实上，该两个维修平台（工间）目前处于尴尬境地，真正的维修功能未体现出来，仅在测试模拟和备件储备方面具备一定功能。
三、AFC维修基地筹建意义
四、
1
2
2.1深化检修内容，提升设备运行质量
为保障AFC系统安全可靠运营，国内地铁常规施行计划性、非计划性两项检修作业。
计划性检修：
预防检修：
为了防止设备性能及精度劣化或降低，根据设备运转的周期和季节性等特点，按预先制定的设备检修周期与工作内容、技术要求和计划所进行的检修作业。
改善检修：
为了消除设备的先天性缺陷或频发故障，对系统及其设备的局部结构或零件的设计加以改进，并结合修理进行改装，以提高其可靠性和免维护性的检修作业。
非计划性检修：
抢修：
当系统设备发生故障，或由于计划性检修不当造成性能或精度降低到合格水平以下，且对正常运营安全构成直接或间接影响的修理。
维修：
因故障或服务质量下降等原因停止使用的部件或终端产品，通过修理、调试等手段，使其重新达到上线使用要求；
目前苏州轨道AFC专业的检修作业，尚处于表层或基础的作业水准。
对于“改善检修”和“维修”尚未实质性开展。
维修基地建立后，可结合兄弟地铁维修经验，对运营过程中发生的故障进行统计、整理和归类，将可能导致故障的关键设备、部件进行定期集中更换。
维修基地对于终端设备，可对因故障替换下来的设备模块或部件进行集中检修，同时对日常维护涉及不到的部分深入检修，对现有设备检修的不合理、不适用的部分进优化，可以有效控制设备的故障率，减少安全隐患。
另一方面，基地修复的设备模块可以作为正线运营设备的备件保障，提升现场设备故障修复及时率
2.2防止垄断，避免受制于人
目前，各专业设备厂家不提供设备电气原理图已成惯例，一旦设备出现故障，只能对部件整体更换。
这样，就造成日常维修维护工作中，不仅维修成本大大增加，而且造成设备使用方对厂家的过度依赖。
一旦厂家停止供货或产品升级，设备使用方将非常被动。
AFC维修基地则可以发挥自身优势，与设备的使用方一起对各种故障进行专项攻关。
2.3设备小修、中修、轮换修周期可控
AFC设备实行小修、中修，轮换修，可以减少管理接口，最大限度地利用检修基地进行集中检修，提高工作效率。
同时小修、中修、轮换修周期可以根据运营需要进行适当调整，确保满足设备使用需求。
五、AFC维修基地筹建的可行性
六、
3
3.1基础设施要求
3.2
检修基地宜从网络化维修出发，高瞻远瞩，从初期即谋划好未来多线路增加、业务量增大需求，基地应具备充分条件及适当规模。
AFC维修基地统一集中建在线路的车辆段，所需设备房，可参照普通机房条件设计，满足设备布局摆放需求，其他方面无特殊要求。
3.3维修检测设备
3.4
基地所需检测、维修、生产设备厂家众多，产品多种多样，功能趋于完善。
基地的检修平台易于搭建。
生产所需工器具、材料容易采购，且工序较为简单，工艺要求容易达到。
项目可实施性强。
3.5人员技术力量
3.6
检修基地的建立基于既有车间及工班技术力量，通过社招或抽调技术理论水平较高的工程师、实操技能精湛、现场经验丰富的工班人员组建。
AFC技术人员经过几年的运营经验积累，业务技能有长足进步，设备检修、故障处理水平显著提高，辅以厂家培训、送外培训，自主检修能力日臻完善。
七、AFC维修基地项目规划
八、
1
2
3
4
4.1检修基地的定位
4.2
检修基地主要针对目前苏州轨道交通运营AFC专业终端的三类设备以及配套辅助设备，提供离线检修，并担负部分设备组装生产、改造升级功能。
检修基地的设立是对苏州市轨道交通维修模式的完善。
AFC维修基地在满足自身需求的基础上，中长期规划可对外提供AFC设备检测、维修以及相关的咨询服务。
4.3项目规划及维修对象
4.4
从苏州市轨道交通AFC专业运营实际出发，检修基地规划，将各条线的维修平台（工间）整合到一起，满足线网内所有不同种类终端设备维修的需求。
初期设立的项目主要有TVM、AGM、BOM的拆卸、组装、检测、维修；后期，随着运营的推进、经验的摸索积累，可以涉入读写器的检测、维修；重要电子板卡的检测维修；其他AFC辅助设备的检测维修等。
4.2.1TVM（自动售票机）
自动售票机是轨道交通AFC系统中十分重要的自动售票设备，由一台工业控制计算机、多个智能控制模块、供电电源转换模块等组成。
工业控制计算机共有10-12个RS232通讯串口，通过这些串
口与各个智能模块交互信息，同时也将相关的交易信息上传至车站计算机和票务清分中心，在工业控制计算机的统一协调下，通过这些智能模块完成一系列自动售票功能。
智能模块核心三个模块包括硬币机、纸币机、发卡机，其它模块（部件）涉及触摸显示屏、状态显示屏、I/O控制器、维护屏和键盘、票据打印机、发卡读卡器、储值卡读卡器、RFID读卡器模块。
4.2.1.1现场使用及维护概况
目前苏州市轨道交通1号线TVM由上海华虹计通提供、2号线TVM由南京熊猫提供。
TVM的型号、数量、涉及的检修规程详见附件。
TVM在运营过程中需频繁动作，且一直处于车站站厅工作环境中，易出现部件疲劳、锈蚀和接点氧化现象，所以维护部门必须定期对TVM检测和维修，降低故障率。
4.2.1.2检测、维修项目
①苏州自动售票机中的硬币机由日本高见泽株式会社生产，型号ESM2501R。
硬币机主要涉及进款技术部，CDU识别部、暂存部、循环hopper部、主板、出款皮带部的检测维修。
②发卡机维修
票卡发售模块是智能交通自动售检票系统设备中的关键模块之一，主要包括票卡分离单元、传输通道、读写单元、废票回收单元、票箱、控制板及模块支架等组件；
日常需要针对该机构的各种传感器sensor、控制板、静电刷、皮带、带轮等进行维修；对于故障电机马达:
更换轴承，电刷或重新绕线；对于整机或重要模块的拆卸及重新组装，从熟悉到精通，摸索经验，掌握方法
4.2.2AGM（自动检票机）
4.2.2.1现场使用及维护概况
目前苏州市轨道交通1号线AGM由上海华虹计通提供、2号线AGM由南京熊猫提供。
AGM的型号、数量、涉及的检修规程详见附件。
AGM扇门结构主要由大力矩驱动伺服电机、连杆、扇片、安装支架及控制器等组成。
工作过程,扇门机芯由主控制板控制，接收通行传感器、安全传感器的信号，传输给工控机，并根据工控机发出的指令驱动闸门驱动机构，从而打开或关闭闸门。
4.2.2.2检测、维修项目
①门式机芯控制板（PCM板）；
②IO接口板；为外部电路与主控板之间提供信号转接及驱动，并为主控板提供电源及RS232与TTL信号转换；在闸机中，由主控板与IO接口板组成的综合控制器主要作用是：
为闸机方向指示器、通行指示器、优惠/报警灯、整机蜂鸣器等提供或转接IO控制信号；控制LCD背光电源；检测维护门开关信号等。
③通道转接板：
提供电源及信号转接，如：
USB信号、方向指示器/通行指示器/优惠报警灯/乘客导向器信号、维护门开关信号、通道传感器发射端电源、LCD背光电源等；
④单程票回收机构：
由投票口、退票口、票箱座及票箱、分拣机构及检测装置组成。
⑤电机马达:
更换轴承，电刷或重新绕线
⑥主要为磨损的皮带和轴承的检查更换或做调校
1
2
3
3.1
3.2
3.2.1
3.2.2
4.2.3BOM（票房售票机）
票房售票机设置在车站站厅客服中心，包含ECU、乘客显示器、操作显示器、票据打印机、IC卡读写器、单程票发售装置、电源、工作台椅、操作及输入设备等。
4.2.3.1现场使用及维护概况
目前苏州市轨道交通1号线BOM由上海华虹计通提供、2号线BOM由南京熊猫提供。
BOM的型号、数量、涉及的检修规程详见附件。
BOM按照工业级使用要求设计，采用Intel嵌入式CPU，表贴内存，具有良好电磁兼容性；操作系统及应用数据采用非易失性存储器NVRAM、DOM、CF卡等存储方式。
4.2.3.2检测及维修项目
重点对主控单元（ECU）和单程票发售模块实施检测维护
主控单元（ECU）：
采取模块化设计，控制完成车票处理、现金处理显示、数据通信、状态监控等功能；
单程票发售模块：
由票卡读写装置、车票刮票传输装置、车票发送升降机构、车票储票箱、废票箱、控制装置等组成；
对发卡机构需要进行电机维修、皮带、带轮的更换。
4.2.4读写器的检测维修
苏州地铁一、二号线使用的读写器分别由上海华虹计通和南京熊猫提供。
读写器采用32位高速微处理器为核心，配置大容量的内存和FLASH，支持符合ISO14443TYPEA/B标准的所有非接触式IC卡的读写，支持8个安全模块（SAM卡）。
日常维修主要针对控制板、电源模块、天线调节等工作开展实施。
涉及接口控制板的更换、二极管、晶体管、电容器、继电器、电阻等的故障诊断、调校及更换等。
4.2.5重要电子板卡
涉及PCM板、I/O板，核心模块的主控板等。
对于此部分维修内容，需了解设计原理及制造工艺、实际作业涉及更换烧毁的电阻电容电感等元件，芯片重做BGA,松脱或虚焊的元件重新焊接；
此部分PCB的维修，由于源厂家技术垄断和资料保密，实施难度大，但从长远发展来看，对提升技能水平、促进效益增长都有很大的作用。
考虑可以成立专业攻关组进行尝试。
4.2.6其它辅助设备：
UPS、紧急按钮控制箱、票据打印机等
通过维修平台，掌握这些辅助设备的工作原理，简易故障的迅速排除。
对折断的金属件重新焊接，模块或设备中老化件的及时替换等维修工作。
九、检修基地建设规划
一十、
1
2
3
4
5
5.1基建规划
5.2
AFC维修基地需搭建各类设备检修平台，配置相应设备和用房。
基地初期建设应满足1、2、3、4号线的设备维修需求。
建设规划时，要综合考虑远期（5~9号线）检修基地规模，为整个线网预留足够的设备和办公用房空间。
考虑AFC维修基地的综合利用，设计时应结合其他专业统筹规划，充分考虑与供电机电专业的接口配合问题，配置专门的检修、管理、仓储用房，使之成为具备本专业设备检修能力的综合检修基地。
5.3人员配置
5.4
因正线终端设备TVM、AGM、BOM设备检修任务比较重，宜成立专门检修工班。
远期规划基地应根据不同设备类别成立专门检修工班以及综合维修工班。
初期配置设备维修工班8-10人。
5.5发展阶段
5.6
建立维修中心分为三个阶段,
第一个阶段为简易维修,维修方式主要以维修目测已损坏的电子元件和依靠经验的尝试性维修，并找出并更换算坏的机械元件。
第二阶段为分析维修，通过使用测试设备测试板卡,分析并找出损坏电子元件然后完成维修。
及对损坏的机械进行校正。
第三阶段重为设计改造，通过绘制PCB板电路图,定制PCB,优化设计解决电气BUG。
破解软件修改软件，重新设计制作机械结构解决机械BUG。
5.7工器具
5.8
第一阶段BGA相关设备、加压器、电流表、万用表、热风机、热风枪、电烙铁、台式放大镜、PCB干燥箱等。
第二阶段增加芯片程序读解仪器、芯片烧录器、在线测试仪、元器件检测仪、虎口台钳、示波器等设备。
一十一、AFC维修基地实施前景
一十二、
1
2
3
4
5
6
6.1降低维修成本
6.2
国内AFC专业至今还未有明确的设备“零整比”系数研究成果，对于“整机配件零整比”和“易损配件零整比”两个重要系数，还不确定。
但根据相关行业经验推测，这两个系数均不会低。
最通俗的理解，举例，系数在400%（实际可能更高）情况下，更换整台设备，所有配件的花费，可以购买3-4台甚至更多全新设备。
另外，对于设备模块组件的维修，原厂商的报价一般也较昂贵，结合仅有的维修案例，并且初步询价获得的信息：
维修三类终端设备某个部件的价格，通常占比到全新部件采购价格的20-30%。
苏州轨道交通线网AFC系统主要终端设备（模块）清单及维修价格评估表，见《附件》。
长远来看，成立检修基地，随着维修技能不断提升，通过直接修复故障设备（模块部件、PCB甚至元器件）可大大降低维修成本、节约本专业设备的运营开支。
2013年坏件报修表
序号
物料名称
2013年维修更换数量
单价（元）
合价（元）
预估自主维修价格
自主维修合价（元）
备注
1
显示器（19寸）控制板-[规格：
19寸]
8
1045
8360
100
800
2
票卡读写器-[规格：
华虹计通DTD-2231]
40
1883
75320
20
800
3
桌面读写器-[规格：
适用于BOM]
20
1883
37660
20
400
4
IO接线板-[规格：
适用于检票机]
10
5728
57280
10
100
5
TVM-I/O板-[规格：
适用于TVM]
32
5728
183296
20
640
6
显示器（6.5寸）-[规格：
6.5寸VGA]
0
1710
0
30
0
7
传感器转接板
18
234
4212
10
180
8
工控机-[规格：
EC-0501-TVM]
14
8350
116900
200
2800
9
闸机大天线板-[规格：
适用于闸机上]
18
936
16848
20
360
10
通行指示灯-[规格：
CFE-L140BURPG]
10
468
4680
20
200
11
小天线板-[规格：
用于闸机和TVM上]
80
234
18720
20
1600
12
硬币口指示灯-[规格：
适用于TVM]
4
234
936
20
80
13
闸机顶灯板
8
117
936
20
160
14
状态显示器-[规格：
华虹计通]
4
2340
9360
50
200
15
状态显示控制板-[规格：
LR346B101]
4
2864
11456
50
200
16
自动找赎装置-[规格：
ESM2500]
9
19631
176679
1000
9000
17
票卡发售模块-[规格：
广电运通-适用于TVM与BOM]
4
14885
59540
500
2000
18
回收模块-[规格：
广电运通-AGM适用于闸机]
0
7641
0
500
0
19
硬币模块电磁阀[投入口电磁铁]
26
2340
60840
50
1300
20
回收机构及控制电路-[规格：
ZUN45/78]
2
4680
9360
100
200
21
回收模块主控制板 -[规格：
回收模块TPU-8700]
16
5370
85920
100
1600
22
票卡发售模块-[规格：
广电运通-适用于TVM与BOM]
4
10913
43652
1000
4000
23
发卡模块控制板
8
2500
20000
100
800
24
闸机PCM控制板
20
16800
336000
100
2000
25
闸机显示器控制板（VGA）
8
734
5872
50
400
26
闸机显示器控制板（LVDS）
4
734
2936
50
200
27
硬币补币箱（1元）控制板
16
336
5376
50
800
合计
1352139
30820
6.3提升维修人员技能水平
6.4
AFC设备集中检修能够加深员工对设备的性能、状况的掌握，提高员工日常的维护、故障处置水平，从而提升维修队伍的综合素质。
AFC维修基地的成立，对于轨道公司提升维修人员技能水平、加强人才储备有很大帮助。
6.5实现“苏州输出”
6.6
据了解，附近城市如无锡市规划2020年城市轨道交通线网由3条线路组成，总长约85公里；常州市规划2030年城市轨道交通线网由4条线路组成，总长约129公里；徐州市规划2020年城市轨道交通线网由3条线路组成，线路总长67公里；宁波市2020年将建成轨道交通1号线和2号线一期工程；另有扬州、南通、泰州城市轨道交通建设方案正在审批中。
苏州市轨道交通AFC维修基地发展成熟后，在满足自身需求的基础上，可对外提供AFC设备检测维修或咨询服务，以上城市均为苏州的潜在客户。
AFC维修基地的设立为实现“苏州输出”创造了条件。
6.7塑造苏州轨道交通品牌
6.8
维修基地的成立将进一步完善运营组织架构，突破固有检修模式，提升运营服务水平，为树立苏州轨道交通新形象、塑造苏州轨道交通品牌打下坚实基础。
一十三、资源需求
序号
专业
设施设备名称
数量
资金
占地面积（平米）
备注
1
AFC
芯片BGA设备
1
100000
100
焊接大规模集成电路芯片，BGA元件拆焊与焊接；元件植锡球等
2
可调开关电源
2
5000
提供不同电压的电源
3
电动吸锡枪
4
48000
电动吸锡枪是用真空吸泵强力吸取熔化的焊锡，使焊锡与引脚分离来拆除直插元件
4
电焊台/热风枪
4
24000
芯片焊接设备
5
台式放大镜
4
8000
6
焊台支架
4
200
夹持电路板与部分元件方便焊接
7
电容电感表
4
1200
为了测试电容和电感的对电容而言，一般主要测量电容的实际容量
8
示波器
1
10000
测试电路板及电子元件的输入输出波形。
功能：
（1）低频慢变化信号；
（2）快速上升、下降信号；（3）非重复性信号和瞬变信号；（4）信号记录转存到计算机中；（5）利用自带FFT功能，在屏幕上显示频谱
9
万用表
4
40000
测量电压等参数
10
编程器
4
40000
对支持的单片机或存储器等芯片进行擦除、烧录、校验、编写等操作
11
电路板干燥箱
1
10000
用以干燥受潮漏电的电路板
12
恒温电烙铁
4
8000
焊接设备，能自动控制温度，以防过温
13
电子维修工作台
4
40000
电子维修用，提供成套的照明，供电通风等功能
14
红外测温仪
2
2000
非接触的测温器
15
螺丝刀工具钳组套
4
800
16
钢质工作台（安装虎口台钳用）
1
2000
安装虎口台钳用
17
虎口台钳
1
5000
钣金辅助设备，用以固定工件方便加工
18
手电钻/电螺丝刀（充电式）
2
8000
19
冲击钻（充电式）
1
4000
20
手持切割机（充电式）
1
1000
21
手电磨（充电式）
2
8000
切割打磨小部件，能在狭窄的空间下工作
一十四、存在困难
一十五、
1
2
3
4
5
6
7
7.1维修基地各实施项目资质需要通过专业机构鉴定。
7.2
7.3目前城市轨道交通尚没有成熟的AFC维修基地项目可供参考、学习。
部分城市虽有建立，但仍在不断摸索中。
7.4
7.3维修基地需要培养或招聘具有丰富维修技能的专业技术人员，对于相关人员的专业技能、素质要求较高。
7.4建设期间需要投入大量的人力、物力、财力；因此，从人员架构组建、维修节省成本率、中长期的专业发展，等等方面的综合考量，还需要进一步科学谋划和审慎决策。
结语
综上所述，建议苏州市轨道交通在今后的新线建设规划中增加AFC维修基地项目，后者必将在线网运营的苏州市轨道交通发挥巨大作用。
AFC专业技术组
二〇一四年五月三十日
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