广州地铁总公司运营事业总部陈钦安李梅
摘要：广州地铁作为重要的城市轨道公共交通设施，地铁的安全建设和紧急应急措施也将受到越来越多的关注。AFC（AutomaticFareCollection）系统的闸机作为安装在地铁车站里非付费区和付费区的出入通道，对进闸和出闸的乘客进行检票，控制乘客的出入闸。本文研究闸机紧急模式以实现闸机扇门在紧急情况下快速打开，让乘客可自由进出，达到快速疏散客流，减少安全事故带来的影响。
关键词：安全，AFC系统，闸机紧急模式
研究背景及意义
在未来的五年内，广州地铁总里程将达到470多公里，这对广州的发展和稳定有着举足轻重的作用，而地铁的安全防护措施也受到外界越来越多的重视。AFC（AutomaticFareCollection）系统要求有一个能迅速启动预警机制的设施，减少恐怖袭击等带来的如火灾、人员拥挤的二次伤害，将灾难控制在最小范围内。闸机紧急模式就是紧急状态下释放其扇门控制动力，以实现打开闸机扇门，让乘客可自由进出，达到快速疏散客流，减少安全事故带来的影响。
操作方式及工作原理
1．操作方式
紧急模式是在紧急情况下使用，其他任何时间严禁使用（AFC维修测试时除外）。现广州地铁一共有八条线路，虽然各线路的设备（闸机）在具体的设备结构上有一些差异，但设备原理和操作方式大致上相同。本文主要以一号线、二、八号线旧线等车站的AFC系统进行论述。当发生紧急情况时，有三种方式设置紧急放行：首先是紧急释放按钮操作，其次是通过SC软件控制，第三是通过闸机本地操作。下面详细介绍三种操作方式。
（1）紧急按钮
首先需先打开安装在车站控制室内的AFC紧急按钮箱门，然后直接按下位于箱内的紧急按钮（一号线西朗至广州东站各有一个按钮，控制整个站厅的AFC设备，二号线琶洲至三元里站各有两个按钮，分别控制A厅和B厅的AFC设备），就可以成功设置紧急模式。而当解除紧急模式，也是简单地把紧急按钮按顺时针方向旋转，此时紧急按钮会自动复位，紧急模式即可解除。
（2）在SC设置“紧急模式”
紧急按钮设置紧急模式时，如果在十秒内闸机扇门没有打开，则可能是紧急按钮出现故障，此时紧急按钮设置视为无效，可以迅速在SC设置“紧急模式”。在此种方式下，需首先在SC登录“车站计算机系统客户端”，进入设备监控界面后，点击界面右边“设备列表”中下端的“STATION”，然后点击“命令”按钮。弹出“命令”对话框，在“设置降级模式”前面打勾，选择“紧急模式”，点选“设置”，确认选择完成后，点击“发送”按钮进行发送，按照这个步骤操作，一步步就可以实现了“紧急模式”。同样，如需取消，则按前面的步聚进入“命令”对话框，在“设置降级模式”前面打勾，选择“紧急模式”，右边单选框内点选“取消”，确认选择完成后，点击“发送”按钮进行发送，即可取消紧急模式。
所以，在SC上设置“紧急模式”与按紧急按钮一样都可以在短时间快捷的实现控制车站的闸机设备打开扇门，从而达到车站人员的快速疏散的目的。
（3）切断站厅闸机电源
当上述两种操作方式都无法实现“紧急模式”时，则需快速的切断站厅本地闸机电源。闸机电源开关被安装在站厅墙上AFC配电盘内，由于车站的AFC设备数量较多，一般车站闸机都分成几组进行供电，所以不同的闸机组拥有不同配电盘开关。在关闭配电盘内的闸机电源开关时，需看清配电盘上粘贴的标签，一一对应，快速把开关打到关闭状态，即可切断闸机电源，当切断电源，闸机扇门将立即自动打开，闸机转杆将立即自动释放。而当最坏的情况就是配电盘也无法控制闸机的电源时，则操作人员需对闸机一台台进行手动的关闭交流电。
2.工作原理
图1，就紧急按钮和切断站厅闸机电源来讲，其控制原理归根到底都是一样的。当紧急模式启动时，站厅会断开闸机的供电电源。此时，由于闸机交流电已经断开，由直流电源供给闸机马达电磁阀的电压也会断开。
图2电磁阀供电图
如图2，闸机马达制动器电磁阀的接头连接直流电源模块内部启动板的12V和24V。电磁阀有两个工作电压，电磁阀通电的瞬间使用24V使其吸合，即电磁阀启动电压为24V；然后转为12V电压维持电磁阀吸合状态。
当直流电源与马达电磁阀电压断开时，电磁阀的12V维持电压就会失去供应，电磁阀将会自动释放；电磁阀释放后弹簧座与马达中轴固定座联动，使马达受力，此时扇门就利用弹簧的力打开，实现了扇门常开。
如图3，紧急按钮是通过继电器采用隔离器件的方式实现输入输出的电隔离来实现控制。当继电器接收到紧急按钮按下的信号后，继电器吸合，此时继电器两端接线的输入端和输出端将被隔离，即来自设备房的交流220V电源将与负载（即各闸机的交流输入端主干线）断开，切断了闸机的交流220V电源。
图3紧急按钮控制模式
以上两种方式都是通过硬件来实现闸机紧急模式，而在SC设置“紧急模式”则是主要利用软件来实现。SC服务器负责与车站设备进行通信的程序是SLEComm.exe。当在SC上设置时，通过SC上的运行程序SLEComm.exe，与站厅设备进行网络通信，SC发送控制指令到闸机的主控器，主控器接收该命令，一方面把接收到的紧急模式指令进行分析处理，通过主控器与MA（扇门控制器）的串口连接发送给MA，MA接到指令后，执行向主机和从机发送闸机马达动作的控制指令，控制马达打开扇门，使闸机从当前的服务模式转换到紧急放行模式；另一方面，主控器将上传闸机执行紧急模式指令状态的信息反馈到SC，使SC可以实现监控紧急模式的执行情况。
3．优先级
由于闸机可接受三个紧急模式控制来源，因此存在一个优先级的问题。在进入紧急模式时，三个来源拥有同样的优先级，也就是说，任一来源都将使闸机进入紧急模式。但从操作习惯和操作的简易程度来讲，当车站发生紧急情况时，最优先考虑实现闸机紧急模式是按紧急按钮，其次是在SC设置“紧急模式”，最后才是直接切断站厅闸机电源。
在取消时，紧急按钮级别最高，SC命令次之，本机最低。当进入紧急模式由紧急按钮发起时，如果紧急按钮处于被按下的状态，此时本地闸机由于断电已经处于离线状态，SC服务器是无法向闸机下发解除车站紧急服务模式的控制命令，即闸机继续保持紧急服务模式的状态。当进入紧急模式由SC命令发起时，闸机本地任何操作也都无法取消紧急模式。
现状分析及解决方案
1．紧急模式现状
闸机紧急模式的理想状态应是在极短时间内实现站厅的闸机设备释放其扇门控制动力或者扇门的控制信号，以实现扇门常开。而目前有些车站出现这种现状：有时并不能实现全部闸机扇门常开，而是会出现某些闸机扇门只开一边，或者两边扇门都不开，其可靠性和反应性上都与理想状态有一定的距离。
2．解决方案
（1）首先，提高设备的稳定性，改良主要设备结构。
从紧急模式的整个系统架构分析，影响到紧急模式正常实现的原因各异，不过目前最关键的问题是在闸机本地，尤其是制动机构和弹簧的影响。因此，一方面要提高相关部件的稳定性，如可以采购质量更加稳定的备件；第二方面，通过自身的技术力量对部件的结构和工作模式进行改良，从根本上提高设备的质量。
（2）其次，提高对设备性能维护的力度，定期检查。
设备由于运行年限长，如闸机，常年运转，器件的老化是不可避免的，而且乘客的使用不当，还会对设备造成某些程度上的损坏。提高对设备性能的维护力度，可以保障相关部件的使用质量，一定程度上也延长了部件的使用年限；其次，开展定期排查可以一定程度减少故障发生率，突出重点，定期对重点部件如电机、弹簧检查测试，对闸机设备的安全和运行状况进行定期的逐一排查，确保现场设备的正常稳定运行。
结论
随着线网规模将进一步扩展，闸机的紧急模式也必定将受到更多的关注。而如何通过国产化改革，结合设备的工作原理和状态，利用维修人员总结出来的经验，以此来实现更方便，更稳定的紧急模式处理方式，则是值得深入探讨的一个课题。