轨道交通时钟系统部署方案研究

周晨

（北京市地铁运营有限公司通信信号分公司，北京100082）

0 引言

轨道交通中，在其各个系统的相互支持下，通过时间信号进行信息的传输，才可使各类设备的时间都满足标准时间。因此，系统需要通过定时设备的支持，保证与时钟系统之间的同步关系，也为工作人员和乘客提供较为直观的时间，此后所显示出来的时间也满足了精准需求。时钟系统的部署方案应该满足轨道交通中的各方面需要，所以应该保证其准确性，才可提高轨道交通整体的运营服务质量和效率。为了保证轨道交通中各个通信领域时钟系统来源的准确性，需要时间系统起到同步时间的作用，进而保证时钟系统的稳定性和可靠性。同时时钟系统也可以为行车有关部门提供标准的时间信息，最终推动轨道交通的有效运行。一般情况下，时钟系统的有效布置可以帮助轨道交通运输部门进行有效规划，后续在时钟系统支持下，更能提高轨道交通运行的质量和效率。

1 轨道交通时钟系统概述

时钟系统是轨道交通领域较为重要的组成部分之一，可以保证控制中心调度人员按照时间内容进行调度工作，还可以让车站值班人员进行有效轮换，为工作人员和乘客提供标准的时间信息。此过程也可以实现对轨道交通中出现的各类系统进行时间信号的统一，主要统一通信系统、信号系统、AFC、ISCS、ACS 系统等[1]。

2 时钟系统架构组成

时钟系统是交通轨道系统运行过程中最不可或缺的部分。其主要对控制中心的运行时间进行控制，后续还可以传输相应的信号内容。因此，时钟系统内部不仅包括母钟、信号接收部分、轨道控制系统、车辆二级母钟及信号等，还包括传输渠道。上述各部分软件需要大面积覆盖才可保证对交通轨道内部进行有效控制，最终对各车辆时间进行控制，保证系统显示时间的准确性，并且推进信号输出效率[2]。

2.1 中心母钟

在时钟系统中，控制中心需要发挥其自身的作用，结合集成和输送向各部分输送时间信息。在自身功能方面，可以在接收信息后利用GPS 进行时间校准，保证时间信息发送后与自身各组成部分达成一致，如果出现失误可以自动进行调整，此过程也是级别同步的一种。除此之外，在轨道交通中信号输送过程可以将信号直接安排在车站、运行车辆、二级母钟等组成部分中。因此，在对交通轨道中各类设备进行时间调整时，可以结合信号接收端口对系统的调整工作进行监控，以此达成调整需要，保证系统在控制后在时间单元方面保证一致。

2.2 二级母钟

二级母钟可以被称为一个应用的子系统，所以在接收到信号内容后对主控制中心中出现的信息进行核对和分析，才可以达成后期的时间同步需要，最终结合自身时间信号对交通轨道中各组成部分进行信号驱动。驱动可以在子系统中对时间控制系统进行控制，还可以结合主系统发出的信号进行接收。

2.3 子钟

子钟是二级母钟下的一个组成部分，使用子钟的主要目的是接收上级带来的时间信号，通过时间信号中出现的脉冲，判断主系统中的时间，最终有效调整时间内容，并且可以控制自身时间。在自身时间得到控制后将整体信息传输给上级系统，逐一进行检测和校对。

2.4 输送管网

时钟系统中出现的各级别时钟都会对信号内容进行接收，并且也会传输各种信号，整个过程都需要信息管网的支持。在信息管网支持下，信号才可被有效传输。此过程中需要使用类似于网络管理模式的方式对输送管网中出现的各种变量和模拟量进行交换，才可保证对系统内部的各类时钟进行控制，最终让各类系统进行时间信号的统一。

3 时钟系统的特点

3.1 高精准性、可靠性

时钟系统是一个具有一定特点的系统，它需要满足其自身的稳定性和功能性，后续才可保证高精准需要，从而推进时钟系统的可靠性，最终有效控制时钟的准确性。在使用时钟系统后，需要对各系统中的时间进行控制，还需保证时间控制的精准性，才可确保整个时钟系统可以为交通轨道提供准确时间。后续在整个系统运行过程中，为了确保运行的有效性，整体选择使用分布式的结构进行安排，才可规避各个因素对系统的影响，因此也降低了影响因素的影响力度[3]。

3.2 可扩展性和兼容性

时钟系统的基础结构采取了分布式的结构，此类模式的使用需要考虑后期轨道交通的发展，还需要针对功能性的强度进行系统分析，尽可能规避系统拥挤问题。时钟系统的结构可以直接决定可扩展性。因此时钟系统在设置过程中应该满足与时俱进的需要，才可保证轨道交通系统的有效推进。

3.3 可维护性

系统在设计过程中不仅要保证安全性需求，也要为后期系统维护和保养提供支持。基于此，时钟系统应该在前期试验时充分预留测试点，测试主要目的是规避故障，并且保证人工诊断需要，确保各项技术操作都可得到有效试验，因此要定期进行测试维护工作。对于轨道交通中出现的时钟系统而言，由于内部结构较为复杂，包括各种元件，所以在安排时需要保证设备的可维护性，才可延长其使用寿命，有效运行时钟系统，为乘客和工作人员提供准确的时间支持。

3.4 良好的人机交互

当前人们思想逐步发生变化，想法更加前卫，因此对各方面都提出了更高的要求。我国计算技术现已突破人们需求，并且也有新的发展趋势，尤其针对人工智能方面，有了较多的创新，让生活更便捷。在人机交互支持下，时钟系统自身的可操作性得到了提升，并且为了保障系统的可操作性，相关设计人员需要对系统内部设置干预措施。较为良好的人机交互措施可以优化轨道交通中时钟系统的工作效率和质量，也更能为使用者提供支持。

4 轨道交通时钟系统部署方案策略

4.1 整体架构

在交通轨道中设置主、备用控制中心各一个、多座车站、一个停车场、一个车辆段。为了满足主控制中心和备用控制中心可以完全实现备份需求，具体方案如图1 所示。

图1 时钟系统架构图

4.2 实施步骤

首先，要保证主控制中心母钟设备可以与备用控制中心、多座车站、停车场、车辆段的二级母钟设备纳入同一个传输网管内工作，保证工作的关联性。其次，备用控制中心母钟需要满足可以接收两个端口的信息，并且保证各个端口都具备GPS 信号接收的能力，推进各个单元接口位置的安排。后续主控制中心中母钟需要正常工作才可对二级母钟进行控制，因此部署工作应该保证母钟的正常运行。在正常运行背景下，接收外界传输的各种信号，结合信号内容，让各级别母钟对自身时间进行调整和控制。如果不满足准确度需求，在二者支持下可以满足信号内容校准的需要。如果后期在主控制中心母钟设备出现故障时，可以结合信号传输内容直接切换为其他单元，以此保证时间的准确性，也可以解决主控制中心母钟出现的问题。除此之外，各级别的母钟都可以接收到标准信号，以此改变自身时间问题。最后，各车站、停车场、车辆段二级母钟可以同时接收不同的信号内容，从中分辨出主控制中心的需求，按照主控制中心的要求进行其他工作，通过各个端口对信号的接收，为后续工作提供支持。在各车站、停车场、车辆段二级母钟备用控制中心，往往存在大量设备共同运行，如果某一个设备出现了故障，主备用控制中心都可采取直接切换模式，确保母钟可以有效运行，并且保证母钟可以第一时间接收时间信号[4]。

4.3 实现方法

为了让时钟系统发挥出实际作用，相关部署人员还需站在二级母钟在控制中心的作用进行部署工作，确保控制中心都可以安排多个母钟同时进行操作，才可保证信号接收的有效性。在端口方面也应该同时安排多个端口进行信号接收工作，针对地址方面问题也会对母钟信号接收造成影响。因此，后期地址问题应该得到有效控制。在施工系统中出现的各类二级母钟IP 地址要结合整体IP 地址进行设置，而且主备用控制中心应该设置统一的地址，此过程不仅可以对控制中心中出现的各类母钟进行控制，也可以保证后期所提供的时间满足标准需求。对于备用控制中心而言，其中母钟控制需要为其提供多个地址，才可满足对母钟地址的优化，此过程也可以加大主控制系统接收信号的能力，保证从多个角度控制信号的接收。对于IP 地址的设置工作，需要结合网络接口中程序软件的各种工作设备出厂时间进行控制，才可保证满足整体需要。

一般情况下，备用控制中心时钟设备需要与车站和停车场中二级母钟同时应用传输设备。在使用传输设备时，相关设计人员应该保证对传输系统的有效控制，并且需确保二级母钟可以接收到一级母钟出现的各种信息内容，以此对自身的时间进行调整，此过程也是二级母钟校准自身时间的一种方式，所以一级母钟在发出信号后需要统一各个子钟的时间。后续在主控制中心中如果接收GPS 信号的设备出现了故障，在主控制中心中一级母钟可以自动切换备用控制中心的信号接收装置，此时也可以对不准确的时间进行校准，持续向各子系统传输时间信号，保证其他系统和备用系统中出现的各类设备都可以按照所接收到的信号发送准确时间信号，也能保证信号的统一要求。

主备用控制中心中任何一个GPS 信号接收装置中的一级母钟出现故障问题，都可直接切换至备用控制中心的母钟，此时传输通道可以将各类信号传输至备用中心，保证系统可以将信号直接输入控制中心的母钟，还可结合实际需求将其传输至车站和各个车辆段，保证二级母钟可以对自身时间进行校准。在利用主控制中心母钟连接外部时间源时，可以使用主控制中心的GPS 信号接收其他设备的信号，从而满足主备控制中心的接收状态需要。

对于备用控制中心而言，其中的母钟外部时间源包括主用控制中心一级母钟、主用控制中心GPS/北斗卫星接收装置和备用控制中心GPS/北斗卫星接收装置。在交通轨道中，各车站、停车场、车辆段中都涵盖了二级母钟，二级母钟在使用过程中需要对时间源进行设置，保证主控制中心母钟设备可以规避备用时间源的影响作用，以此有效控制母钟设备。备用时间源可以直接对备用控制中心中出现的二级母钟进行有效控制。如果主控制中心母钟出现了故障，控制系统可以直接接触备用控制系统，并且自动切换备用控制系统中的母钟系统，也可以直接对时间信号进行接收。因此，在所有设备使用后都可以直接接收外部时间源，并且让设备可以正常使用，但是整体选择仍然是按照主控制设备母钟为基准。

5 结语

综上所述，地铁通信时间系统是轨道交通运行的主要组成部分，身为交通运维人员通过时钟系统的支持，也可以有效为乘客提供统一的标准时间，保证乘客可以在指定时间内上车。同时，各系统可以结合时间信号选择进行后续工作，各部门可以在同步状态下进行相关工作，保证交通轨道全系统统一时间。所以不难看出，时钟系统的控制对于交通轨道运营工作起到重要作用。