鐵路時間同步網電務系統銀川站點測試研究

楊永成，馮雅茹

鐵路時間同步網電務系統銀川站點測試研究

楊永成，馮雅茹

（蘭州鐵路局銀川電務段，寧夏銀川750000）

首先介紹了鐵路時間同步網的發展歷程及其建立的必要性，其次從網絡構架、同步方式、同步協議等方面對現行鐵路時間同步網電務子系統做了詳細介紹，最后使用中國鐵路通信信號上海電信測試中心開發的TT2000時間同步系統測試平臺在蘭州鐵路局銀川電務站點對鐵路時間同步網電務子系統主要性能指標做了測試評估。測試結果表明，現行鐵路時間同步網連接成功率及守時性能滿足鐵路總公司對于運營及故障分析的需求。

電務系統；時間同步；測試

0　引言

鐵路時間同步網是鐵路的重要基礎支撐網絡之一，其作用是為鐵路內部各系統提供統一、標準、高精度的時間信息。現今，鐵路行車密度大、速度快，各個系統間業務聯動頻繁，一個標準統一的時間信息對于各系統業務聯動至關重要，尤其是在故障處理分析過程中，對于時間信息的精確度提出了更高的要求。

1　鐵路時間同步網的發展

早期，我國鐵路車站室內與室外信、聯、閉信號設備之間結合均采用繼電電路方式，行車調度指揮采用人工控制方式，在這一生產組織模式下，對時間同步的應用需求并不明顯。

隨著計算機聯鎖、列車調度指揮系統（TDCS）等電子設備在既有線逐漸上道和推廣應用，特別是2000年以后全路TDCS全覆蓋逐步實現，為了滿足電務子系統自身設備間時間同步、各子系統間實現信息互傳以及電務維護和事故分析的需要，對時間同步出現了新的需求。但受制于當時認識、資金和技術等方面的局限，信號系統內部并未提出明確的需求和統一規劃、制定相關的時間同步方案［1］。

2007年后，隨著國內高速鐵路建設，鐵路各專業系統和設備的時間同步提出急需要求，鐵路總公司運輸局為了規范統一鐵路時間同步網建設，首先對鐵路時間同步網的技術標準進行了規范，并于2008年正式發布《鐵路時間同步網技術條件V1.0》。自該標準發布后，鐵路工程通信專業均按此標準建設時間同步網的一級、二級時間同步節點設備，其他專業根據需要建設三級時間同步節點設備［2］。

2　鐵路時間同步網電務系統構架

鐵路時間同步網在結構上分為三級，對于鐵路電務系統，鐵路時間同步網每級為不同子系統提供時間基準信息，各級之間使用光纖傳輸時間信息，具體構架見圖1所示［3］。

一級節點布置在鐵路總公司調度中心，核心為設在鐵路總公司調度中心的一級母鐘。一級母鐘采用GPS（GlobalPositioningSystem，全球定位系統）接收機、北斗接收機冗余方式接收衛星提供的標準時間信息UTC（UniversalTimeCoordinated，協調世界時），接收機把接收到的時鐘頻率信號進行比對、過濾校正，然后輸出時鐘頻率信號及時間同步信號。GPS接收機為主用時間接收機，北斗衛星接收機為熱備冗余設備。

二級節點設在各鐵路局，其核心為設在各鐵路局調度中心的二級母鐘。二級母鐘通過光纖接收由一級母鐘傳達的時間信息并對自身時間進行同步，同步RBC（RadioBlockCenter，無線閉塞中心）、TSRS（TemporarySpeedRestrictionSystem，臨時限速）、CSM（CentralizedMonitoringSystem，信號集中監測）時間信息。

三級節點設在各站、段、所，主要同步CBI（ComputerInterlockingSystem，計算機聯鎖），TCC（TrainControl Center，車站列控中心），SCADA（SupervisoryControland DataAcquisition，監視控制與數據采集系統）時間信息。

圖1　鐵路時間同步網電務系統構架

3　鐵路時間同步網同步技術

為確保時間信息的準確可靠，鐵路時間同步網采用主從同步的方式來同步時間信息，即時間信息僅允許上級同步下級系統，不允許同級之間互相同步及下級系統同步上級系統［4］。同時時間同步網各級節點應具備獨立工作的功能，當外部標準時間信號中斷，時間同步節點設備通過內置鐘的保持功能，提供時間信號輸出［5］。

時間同步網各級之間使用E1專線、NTP協議傳送時間信號，采用E1專線方式傳送網采用PDH、SDH或MSTP傳輸網提供通道［6］。

4　鐵路時間同步網測試

對鐵路時間同步網電務系統的測試主要從同步成功率及同步精度兩個參數進行測試。本論述采用中國鐵路通信信號上海電信測試中心開發的TT2000時間同步系統測試平臺，測試在NTP協議下的鐵路時間同步網電務系統時間同步性能，測試平臺時間穩定度不超過1ms/d。

測試數據和2012年3月15日原鐵道部運輸局下發的《信號地面設備系統時鐘同步方案》（運電信號函［2012］109號）及2008年由運基通信發布的《鐵路時間同步網技術條件V1.0》進行對比參照，電務系統時間信息同步成功率測試平臺測試結果見圖2所示。結果顯示在系統剛啟動50s內同步成功率急劇上升。因此建議在系統出故障，故障恢復1min內繼續使用節點母鐘自帶晶體時鐘守時，待故障恢復1min后再讓同步系統同步的時間信息介入更新系統時間信息，以使時間信息更加精確。

圖2　電務系統時間信息同步成功率測試曲線

圖3　時間同步間隔30min同步曲線

按照標準要求，設置銀川電務站點時間同步周期為30min，三級時間同步網電務系統與標準時間的誤差波動見圖3所示。設置銀川電務站點時間同步周期為500ms，三級時間同步網電務系統與標準時間的誤差波動見圖4所示。對比于圖3、圖4中時間誤差峰值明顯降低，期望值也降低。但是同步過于頻繁時，由于每次時間同步涉及到的子系統及設備較多，會極大地浪費網絡資源，因此需要折中考慮。根據測試結果，系統同步周期為30min時，銀川站點電務子系統時間誤差已滿足鐵路總公司對于時間精確度的要求，建議以后在鐵路行車密度再次加大及提速過程中把時間同步周期做適當調整，以再一次提升時間同步精確度。

圖4　時間同步間隔1min同步曲線

5　結束語

鐵路時間同步網的時間精確度對于故障分析至關重要，從鐵路時間同步網銀川電務站點測試得到的數據顯示，現行時間同步網同步周期下同步連接成功率及守時性能均滿足鐵路總公司規范要求，但是還應加強對電務各系統時間接口的維護檢測，以保障鐵路的運營安全。

［1］陸紅群.關于鐵路通信同步網發展的探討［J］.鐵道通信信號，2012，48（8）：54-58.

［2］曲博.鐵路時間同步網概述［J］.鐵路通信信號工程技術，2010，7（4）：43-45.

［3］屈芳玲，呂建瑞.關于計算機聯鎖、微機監測與TDCS時間同步解決方案探討［J］.鐵道通信信號，2012，48（12）：57-58.

［4］沙玉林.鐵路通信時鐘網的規劃研究［J］.鐵路通信信號工程技術，2012，9（3）：34-37.

［5］程華.關于鐵路同步網引入北斗衛星導航系統方案研究［J］.電信技術，2013，10（10）：47-50.

［6］沙玉林.鐵路通信時鐘網的規劃研究［J］.鐵路通信信號工程技術，2012，9（3）：34-37.

U282+.1

A

10.3969/j.issn.1672-6375.2016.09.013

2016-5-17

楊永成（1989-），男，漢族，甘肅靜寧人，大學本科，助理工程師，主要研究方向：鐵路時間同步網測試及維護技術。