城市轨道交通信号系统时钟不同步故障分析及优化

蒋 磊

(邵阳学院电气工程学院，湖南 邵阳 422000)

1 某城市地铁时钟不同步故障分析

1.1 故障现象

某城市地铁线路由于其外部时钟的跳变而导致信号系统出现的改变，出现此情况后发现列车的时钟也出现了不同步的现象，列车自动运行系统也被限速，并且其中一部分车站的乘客信息系统中也没有相应的列车到站信息。

1.2 故障现象分析

在正常运行过程中，此地铁线路的信号系统主要使用过网络接口协议的方式与外部时钟源进行连接的，并且采取网络时间协议(NTP)开展时钟的同步工作。就在2019年4月30日，该地铁外部时钟源由于发生了时钟故障而致使时钟跳变至2019年4月23日的状态中，并且信号系统的通信前置机也检测到时钟源的跳变已经远远大于1000s，在此，相关检测人员立即停止了NTP服务。通信前置机主要根据主备机来对NTP的时钟服务进行动态控制，在此期间，其主机会间隔5min自动检查NTP的运行状态，若此时NTP服务处于未启动状态，相关工作人员需要立即启动相应服务，并依据此备机关闭NTP服务。通常情况下，NTP服务会无限制接受外部时钟所呈现的时间，并在其接受之后将通信前置机主机时间跳变至2019年4月23日的状态，而由于通信前置机的时间出现跳变，CATS就会检测出其时钟与时钟源相差时间超过1000s，此时，起就会自动停止NTP服务。

由上述可知CATS跳变至2019年4月23日，并且网关也检测到此时时钟与时钟源主机相差时间超过1000s，此时就会立即停止NPT服务，在此阶段，网关并没有利用其中的主备机对NPT服务系统进行动态控制，但是由于前期NPT协议的相关工具一直处于不太稳定的状态，并且也出现过明显的自动停止情况，所以在实际的运行过程中，相关工作人员针对NPT服务创建了一个任务自启动的功能，如果此时网关将自启动任务设置在7点，那么在7点时，网关同样也会跳变至2019年4月23日。

2 优化时钟同步的方案

(1)信号系统通信前置机与系统外部的时钟系统应采用自开发软件，由于NTP协议中的Meinberg工具针对于时钟源在1000s内发生的偏差或跳变有效，而在信号系统的实际运行中需要外部时钟源只存在几秒或几十秒的偏差时，则需要将信号系统的通信前置机和外部的时钟系统取消同步状态。

(2)当同步上一层的时钟设备处于双套状态下，且时钟之间的偏差已经超过50ms，那么，此时必须将一台设备中的时钟源停止，以确保下一层时钟设备的同步工作顺利进行。

(3)如果2台信号系统通信前置机均采用自开发软件接口与外部的时钟源同步，但是此时其不能确保2台通信前置机的时钟精度均在50ms之内，那么这2台通信前置机不能同时为下一层的时钟源提供相关的时间服务。

(4)若2台通信前置机有一个为主机、一个为备机，那么2台设备的热备可进行随时的切换，当主机进行NPT服务时，备机则会中停止对NPT的服务工作，以此来确保2台服务器能够与一台通信前置机进行同步，这样做可以将2台应用服务器的精准却控制在50ms之内。

(5)如果时钟的下一层设备的精度控制在50ms之内，那么就可以将下一层设备中的2台服务器设置为时钟源，这样就在一定程度上提高了设备的冗余性。

(6)将2台网关服务器进行2台应用服务器的同步工作时，由于应用服务器的的精准却被控制在了50ms以内，那么企业就可以保证2台网关服务器的精度在50ms之内。

(7)车载控制器可将设备中的2台网关服务器作为时钟源进行同步工作；而其他的列车控制终端以及车站列车控制终端则可以将下一层设备中的2台应用服务器作为时钟源进行同步工作。

3 结束语

总而言之，信号系统和时钟同步系统是保证城市轨道交通正常运行的重要部分，其在提高列车运行安全性和可靠性上发挥着重要的作用。因此，相关工作人员必须要对信号系统的时钟同步故障问题进行全面的分析，并针对这些问题不断优化时钟同步的工作方案，为列车运行的安全性和可靠性提供保障。