基于可靠性的地铁自动售票机模块优化研究

作     者：闫勐 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：焦柳丹

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：自动售票机模块 GO法 故障树分析法 可靠性 优化措施 

摘      要：作为直接面向乘客的轨道交通终端设备,地铁自动售票机(Ticket Vending Machine,简称TVM)的可靠性直接影响着乘客的出行体验和运营公司的运营效率。随着技术的进步和管理需求的提高,自动售票机的设计、维修和改造的要求和标准也发生了很大的变化。目前地铁自动售票机的可靠性研究较少,导致自动售票机一直存在着备品备件比例失衡、维修针对性不强等问题。因此,研究自动售票机的可靠性,采取科学的优化措施,对于降低自动售票机的故障率,提高乘客的出行效率至关重要。 以系统可靠性的理论为基础,考虑到自动售票机的模块化组成特点,选取适应其结构原理的GO法做为主要研究方法,采用故障树分析法做为对比验证。通过对模块产生的故障分类并分析确定了对TVM可靠性产生影响较大的主要故障模块。基于主要故障模块可拆解为单元部件的前提,运用GO法对TVM的可靠性计算,根据自动售票机的模块运行流程建立GO图,获取模块单元部件的故障率和修复率,通过GO运算得到模块的可靠性参数;采用故障树分析法对主要多部件模块进行故障树的建立、定性分析和定量分析,验证GO法及对比两种可靠性研究方法的特点,找到优化途径。研究分析发现影响模块可靠性的单元部件,以重要单元部件故障率降低为假设,代入GO模型中验算得到可靠性参数,通过与原可靠性参数对比结果分析,从提高模块可靠性的角度提出相关的模块优化措施。 研究得到以下结论:纸币模块、车票处理模块、硬币模块和车票处理模块故障为地铁自动售票机的主要故障模块,同时也是多部件组成模块,采用GO法和故障树分析法可全面计算并得到可靠性参数并找出优化途径。 通过对模块可靠性参数的分析,电磁阀是硬币模块、纸币模块和票卡处理模块共有的主要单元部件,通过降低电磁阀的故障率可提高模块的可靠性;硬币和纸币模块的识别器故障是主要故障原因之一,优化硬币和纸币识别器可以显著提高模块的工作概率和寿命周期;纸币传动装置在纸币模块中数量较多,优化纸币传动装置能较大提高纸币模块可靠性和纸币购票的成功率;互联网支付问题主要集中在支付二维码的成功率,改进二维码的算法和提高网络的稳定性是提高移动支付的有效途径。此外,根据故障分析,无论是多部件模块和单一部件模块,机械设计、加工精度、维修维保管理和外界环境因素同样影响自动售票机的可靠性,因此在上述方面提出了相应的优化措施。 研究为自动售票机提供了设计和维护的可行性建议,并提供了研究方法和参考,以分析和优化自动售票机的可靠性。在本文研究的基础上,可向地铁整个自动售检票系统及地铁运营中的其他设备专业推广运用GO法进行可靠性分析评价的方法,对于提高地铁运营稳定性和维护快捷性意义重大。