浅谈城市轨道交通时钟系统

2015-10-31陈亚云

建材与装饰 2015年23期

关键词：网管时钟车站

陈亚云

（南京地铁运营有限责任公司　江苏　南京　210012）

浅谈城市轨道交通时钟系统

陈亚云

（南京地铁运营有限责任公司江苏南京210012）

本文主要介绍了地铁时钟系统，对系统的工作原理、设备构成和系统功能进行浅要分析，并指出了时钟系统对地铁正常运行的作用。

地铁；时钟系统；分析

地铁时钟系统不仅能为乘客和地铁工作人员提供时间，而且能够为通信系统、信号系统等其他系统提供统一的时间信号，使整个地铁建立统一的时间标准，因而在我国的地铁运输行业得到非常广泛的应用。地铁时钟系统对保障地铁运行的准确计时、提高地铁的服务质量具有十分重要的作用。

1　地铁时钟系统工作原理

时钟系统主要由控制中心设备包括GPS信号接受单元、主备一级母钟系统、监控系统、车站（车辆段）主备二级母钟、子钟及传输通道等构成。

中心母钟：接收GPS标准时间信号，将自身的时间精度与标准信号同步，中心母钟通过传输通道向各车站的二级母钟传送，统一校准二级母钟。并将同步信号通过接口送给监测系统及其他系统，为其它系统提供时间信号。

二级母钟：接收中心母钟发出的标准时间码信号，实现与中心母钟随时保持同步，并产生输出时间驱动信号，用于驱动本站所有的子钟，并能向中心设备回馈车站子系统及本站子钟的工作信息。

子钟：接收二级母钟发出的时间驱动脉冲信号，进行时间信息显示，并将自身状态信息回馈给二级母钟。

时间系统网管设备：主要设立在运营维护中心网管室，用于对时间系统的管理，对一级母钟、二级母钟和子钟的工作状态进行有效的实时监测，一旦某个时钟设备出现了故障，一级母钟和二级母钟可以立即将告警信号发送到控制中心的时钟系统网管设备。

地铁时钟系统的结构图如图1所示，通过该图我们可以对地铁时钟系统的工作原理有了更清晰的了解。

图1　地铁时钟系统结构图

2　地铁时钟系统设备组成

2.1控制中心设备构成

控制中心时钟设备主要由通信机房一级母钟、控制中心数显子钟和网管设备构成。其中以太网口的输出设备接收GPS标准时间信号作为时间基准，一级母钟和二级母钟的通信通道均为10M/100M的以太网口，时钟设备网管协议主要是基于TCP/IP协议，母钟设备的校时主要基于标准NTP协议，校时的准确性和网络监测的实时性均有所增强。

2.2车站设备构成

每个车站通信设备室应该设立1台二级母钟，数字式日历子钟应该在各个车站的车控室进行安装，数字式子钟应该在站长室、弱电综合机房、站台值班室、变电所值班室等办公室内进行安装，数字式日历子钟的尺寸应该参照相关的的规范，满足一定的规范需求。

3　地铁时钟系统功能

3.1一级母钟功能

一级母钟主要设置在控制中心，其主备信号的处理单元是整个事件系统的中枢部分，一级母钟的工作稳定性对整个系统的可靠性具有十分重要的影响。因此，我们把一级母钟设计成主配机系统的双机系统模式，主备机系统具有自检和互检的功能，而且主机和备机之间可以实现手动切换和自动切换。一级母钟的输出信号是数字信号，符合相关的行业标准。

3.2二级母钟功能

二级母钟主要设置在车站、车辆段和停车场的通信设备室内。一般来说，二级母钟设置为双机热备份模式，这样可以有效保障二级母钟系统的可靠性。正常情况下，如果出现故障，将会自动转换到备用机上进行工作，从而使系统的可靠性大大提高。二级母钟可以对一级母钟的校时信号有效接收，并且可以在10s之内完成同步校准，将校准信号及时的进行发送，从而实现对一定范围内子钟的控制。一旦一级母钟出现故障，二级母钟仍然可以使子钟继续工作，从而减少一级母钟故障造成的影响，同时，二级母钟还可以向网管设备发出预警，相关工作人员就会知道一级母钟发生的故障。此外，二级母钟还可以进行人工输入和设置，通过二级母钟可以有效实现对时间的控制。

3.3子钟功能

控制中心、车辆段、车站等地的子钟都通过RS422接口，一般采用直接电缆通过共线或者点对点的方式同一级母钟或二级母钟相连，对一级母钟或二级母钟发送的同步时间信号进行接收，校准自身的内部时钟，向工作人员和乘客直接指示时间信息。对于子钟不接入车站电源的系统，都应该由一级母钟和二级母钟采用点对点的方式提供220V的交流电源。当子钟在一级或者二级母钟接收到有效控制的信号时，子钟与一级母钟或者二级母钟的误差时间不应该超过10ms。所有的子钟都应该具有独立计时的功能，一旦一级母钟或者二级母钟发生故障接收不到同步的时间信号，此时子钟仍然可以依靠自身的晶振进行工作，并且能够通过RS422接口对一级母钟和二级母钟发送告警信息。