淺談城市軌道交通時鐘系統

陳亞云

（南京地鐵運營有限責任公司　江蘇　南京　210012）

淺談城市軌道交通時鐘系統

陳亞云

（南京地鐵運營有限責任公司江蘇南京210012）

本文主要介紹了地鐵時鐘系統，對系統的工作原理、設備構成和系統功能進行淺要分析，并指出了時鐘系統對地鐵正常運行的作用。

地鐵；時鐘系統；分析

地鐵時鐘系統不僅能為乘客和地鐵工作人員提供時間，而且能夠為通信系統、信號系統等其他系統提供統一的時間信號，使整個地鐵建立統一的時間標準，因而在我國的地鐵運輸行業得到非常廣泛的應用。地鐵時鐘系統對保障地鐵運行的準確計時、提高地鐵的服務質量具有十分重要的作用。

1　地鐵時鐘系統工作原理

時鐘系統主要由控制中心設備包括GPS信號接受單元、主備一級母鐘系統、監控系統、車站（車輛段）主備二級母鐘、子鐘及傳輸通道等構成。

中心母鐘：接收GPS標準時間信號，將自身的時間精度與標準信號同步，中心母鐘通過傳輸通道向各車站的二級母鐘傳送，統一校準二級母鐘。并將同步信號通過接口送給監測系統及其他系統，為其它系統提供時間信號。

二級母鐘：接收中心母鐘發出的標準時間碼信號，實現與中心母鐘隨時保持同步，并產生輸出時間驅動信號，用于驅動本站所有的子鐘，并能向中心設備回饋車站子系統及本站子鐘的工作信息。

子鐘：接收二級母鐘發出的時間驅動脈沖信號，進行時間信息顯示，并將自身狀態信息回饋給二級母鐘。

時間系統網管設備：主要設立在運營維護中心網管室，用于對時間系統的管理，對一級母鐘、二級母鐘和子鐘的工作狀態進行有效的實時監測，一旦某個時鐘設備出現了故障，一級母鐘和二級母鐘可以立即將告警信號發送到控制中心的時鐘系統網管設備。

地鐵時鐘系統的結構圖如圖1所示，通過該圖我們可以對地鐵時鐘系統的工作原理有了更清晰的了解。

圖1　地鐵時鐘系統結構圖

2　地鐵時鐘系統設備組成

2.1控制中心設備構成

控制中心時鐘設備主要由通信機房一級母鐘、控制中心數顯子鐘和網管設備構成。其中以太網口的輸出設備接收GPS標準時間信號作為時間基準，一級母鐘和二級母鐘的通信通道均為10M/100M的以太網口，時鐘設備網管協議主要是基于TCP/IP協議，母鐘設備的校時主要基于標準NTP協議，校時的準確性和網絡監測的實時性均有所增強。

2.2車站設備構成

每個車站通信設備室應該設立1臺二級母鐘，數字式日歷子鐘應該在各個車站的車控室進行安裝，數字式子鐘應該在站長室、弱電綜合機房、站臺值班室、變電所值班室等辦公室內進行安裝，數字式日歷子鐘的尺寸應該參照相關的的規范，滿足一定的規范需求。

3　地鐵時鐘系統功能

3.1一級母鐘功能

一級母鐘主要設置在控制中心，其主備信號的處理單元是整個事件系統的中樞部分，一級母鐘的工作穩定性對整個系統的可靠性具有十分重要的影響。因此，我們把一級母鐘設計成主配機系統的雙機系統模式，主備機系統具有自檢和互檢的功能，而且主機和備機之間可以實現手動切換和自動切換。一級母鐘的輸出信號是數字信號，符合相關的行業標準。

3.2二級母鐘功能

二級母鐘主要設置在車站、車輛段和停車場的通信設備室內。一般來說，二級母鐘設置為雙機熱備份模式，這樣可以有效保障二級母鐘系統的可靠性。正常情況下，如果出現故障，將會自動轉換到備用機上進行工作，從而使系統的可靠性大大提高。二級母鐘可以對一級母鐘的校時信號有效接收，并且可以在10s之內完成同步校準，將校準信號及時的進行發送，從而實現對一定范圍內子鐘的控制。一旦一級母鐘出現故障，二級母鐘仍然可以使子鐘繼續工作，從而減少一級母鐘故障造成的影響，同時，二級母鐘還可以向網管設備發出預警，相關工作人員就會知道一級母鐘發生的故障。此外，二級母鐘還可以進行人工輸入和設置，通過二級母鐘可以有效實現對時間的控制。

3.3子鐘功能

控制中心、車輛段、車站等地的子鐘都通過RS422接口，一般采用直接電纜通過共線或者點對點的方式同一級母鐘或二級母鐘相連，對一級母鐘或二級母鐘發送的同步時間信號進行接收，校準自身的內部時鐘，向工作人員和乘客直接指示時間信息。對于子鐘不接入車站電源的系統，都應該由一級母鐘和二級母鐘采用點對點的方式提供220V的交流電源。當子鐘在一級或者二級母鐘接收到有效控制的信號時，子鐘與一級母鐘或者二級母鐘的誤差時間不應該超過10ms。所有的子鐘都應該具有獨立計時的功能，一旦一級母鐘或者二級母鐘發生故障接收不到同步的時間信號，此時子鐘仍然可以依靠自身的晶振進行工作，并且能夠通過RS422接口對一級母鐘和二級母鐘發送告警信息。

4　結語

本文主要介紹了地鐵時鐘系統，對系統的工作原理、設備構成和系統功能進行淺要分析，并指出了時鐘系統對地鐵正常運行的作用。地鐵時鐘系統對保障地鐵運行的準確計時、提高地鐵的服務質量具有十分重要的作用。

U231

A

1673-0038（2015）23-0297-02

2015-5-23