GPS时钟服务器（北斗对时服务器）在地铁自控系统应用方案 ...

GPS时钟服务器（北斗对时服务器）在地铁自控系统应用方案
GPS时钟服务器（北斗对时服务器）在地铁自控系统应用方案
京准电子科技官微——ahjzsz
一、时钟系统基本描述
1、时钟系统概述
时钟系统是轨道交通系统的重要构成部份之一，其主要作用是为控制中心调治员、车站值班员、各部分工作人员及搭客提供同一的标定时间信息，为地铁通讯系统及别的系统（信号、AFC、ISCS、ACS系统等）提供同一的时间信号。
时钟系统的架设对包管地铁运行计时准确、提高运营服务质量起到了重要的作用。
2、时钟系统特点
高准确性
   时钟系统中的一级网络母钟和二级网络母钟及网络子钟均采用高稳固、高精度的晶体振荡器，以确保系统高稳固性、高精度。
   系统能够接收来自GPS/北斗卫星的标定时间信号，经母钟处理后时刻为系统的各个部分准备着，从而实现整个时钟系统恒久无累积误差运行。
高可靠性
   地铁时钟系统的控制中心一级网络母钟和车站/车辆段二级网络母钟的关键部件都采用热备份，当主单元出现故障时，能够主动切换到备用单元，包管了系统的高可靠性。同时时钟系统还采取了“节点功能逐级连续”的运行方式，具备降级利用功能，当前级节点设备出现故障时，本级节点设备仍能正常工作；同级节点发生故障互不影响。
   系统采用分布式布局、闭环控制、掉电保护、故障自诊断、故障隔离技能、软硬件冗余步伐、保护接地、严格筛选元器件、抗电气干扰及电磁干扰、提高了系统的可靠性。
可扩展性
   系统采用分布式布局方式，充分考虑了地铁的工程的扩建(延长线)。时钟系统的扩展可以通过保持软件不变，硬件只需少量增加控制单元的方法实现。
易兼容性
   系统由标准化的软件及硬件构成，用户可按照自己的需要灵活配置。系统软件能够顺应盘算机技能的急速发展，采用目前最流行的语言编译，运行在主流的操纵系统平台上。
易维护性
   维护管理终端除了监控各个子钟运行情况外，还可以监控到控制中心一级母钟、各车站、车辆段二级母钟接口板的工作状态，并可控制一级母钟的主备母钟自由切换。
3、时钟系统基本功能
时钟系统按控制中心一级网络母钟和车站、车辆段二级网络母钟以及站台、走道、其他公共区域网络子钟三级布设方式，系统基本功能如下：
3.1时钟同步校对
正常情况下的时钟同步校对：一级网络母钟接收外部GPS/北斗卫星标定时间信号举行主动校时，保持同步。同时产生准确的时间同步信号，通过传输通道向各车站、车辆段二级网络母钟传送，同一校对二级网络母钟；二级网络母钟接收一级母钟发出的标定时间信号，与一级母钟及时保持同步，并输出标定时间信号，用于同步本站或车辆段内所有的网络子钟，并能向控制中心回馈车站内网络子钟的工作状态。
非正常情况下的时钟同步校对：当一级网络母钟接收不到外部GPS/北斗标定时间信号时（传输通道或GPS/北斗接收单元出现故障），一级网络母钟能够以自身高精度晶振产生准确的时间同步信号，对各车站及车辆段的二级网络母钟和网络子钟举行同步校对。
当二级网络母钟在传输通道中断的情况下，能够独立正常工作，以自身高精度晶振产生时间信号同步本站网络子钟的时间信息，使本区域网络子钟能够举行正常同一的时间显示。
当一二级网络母钟同时出现故障时，网络子钟靠自身晶振高精准守时（0.5S/天）。
传输通道或其他故障恢复情况下的时钟同步校对：二级网络母钟或网络子钟重新接收到上一级网络母钟的时间信号后应具有主动校对功能。
3.2时钟显示
网络母钟显示：“年，月，日，星期（中文字且用数码管点亮），时，分，秒，卫星颗数”信息；
网络子钟显示：Ø 数字网络子钟：“年、月、日、星期（中文字且用数码管点亮）、时、分、秒”；（单双面可选）
              Ø 数字网络子钟：“时：分：秒”；（单双面可选）
3.3为别的系统提供标定时间信号
一级二级网络母钟设备都设有多路网口，能够为地铁通讯系统及别的系统（信号、AFC、ISCS、ACS系统等）也提供时间同步信号。
3.4时钟系统的管理功能
时钟系统可以通过在控制中心的盘算机上安装时钟管理软件举行设备管理：
监控及显示
    监控终端能够检测地铁时钟系统主要设备的运行状态，对系统的工作状态、故障状态举行显示，并能够对全系统时钟举行点对点的控制，其主要监控及显示的内容包括：
 Ø 标准信号接收单元的工作状态；
 Ø 信号处理单元的工作状态；
 Ø 一级母钟、二级母钟、每个子钟的工作状态；
 Ø 传输通道的工作状态；
 Ø 对全系统时钟系统的控制（加快、减速、复位、校对、追时等）；
 Ø 常用故障排除信息及列表等帮助信息。
故障管理
    监控终端应能对故障状态及故障产生的时间举行存储记录和打印。系统出现故障时，监控终端能够发作声音报警，并可在监控终端主界面上显示主要故障内容及设备位置。声音报警信号能通过手动操纵去除。同时故障信息能够通过10/100M以太网传输到集中网管，便于地铁通讯系统的集中管理。
安全管理
Ø 用户管理：提供用户创建，登陆&操纵鉴权和主动注销等用户管理功能；
Ø 网络监视：可看信息，不能修改任何数据；
Ø 网络维修：能对一般维修所需的数据举行修改但不能对数据库举行修改；
Ø 网络管理：能修改数据库的任何数据；
Ø 网管记录：对所有登入者、操纵内容举行及时监视、记录和生存，监视过程用文件记录方式。该文件可检察、打印，不能删除。 
二、时钟系统的构成
1、系统连接图
 

2、总体布局
    地铁时钟系统由控制中心一级网络母钟、各车站（车辆段）二级网络母钟、网络子钟及系统管理软件构成。
    系统控制中心的一级网络母钟，接收GPS/北斗卫星标定时间信号，同时产生准确的时间码，通过网络系统向各车站、车辆段的二级网络母钟传送，同一校准二级网络母钟。一级网络母钟同时驱动控制中心各网络子钟。各车站、车辆段的二级网络母钟，接收一级网络母钟的校时信号及时同步本站所有的网络子钟正常工作。网络子钟接收二级网络母钟发出的标定时间同步信号，举行时间同步校对且及时显示。
时钟系统设置独立监测终端，通过数据通道及时监测全线时钟系统的运行状态，实行故障定位、报警，并通过10/100M网络接口设备向通讯集中网管终端传输告警信息以实现集中管理。
3、时钟系统设备分布
   3.1控制中心
      时钟系统在控制中心内应安装以下设备：
Ø 在控制中心通讯设备室安装一级AB网络母钟及卫星天线架设等设备；
Ø 在调治大厅安装数字式日历网络子钟（年月日时分秒）；
Ø 在运营办公室安装数字式日历网络子钟（年月日时分秒）；
Ø 在设备机房以及其他相干办公用房等处安装数字式时分秒网络子钟；
Ø 在网管室安装网管设备及数字式日历网络子钟（年月日时分秒）。
   3.2车站
      时钟系统在各车站应安装以下设备：
Ø 在车站通讯机房安装二级母钟及网口扩展箱等设备；
Ø 在车站管理用房（车控室、站长室、通讯机房、票务室、交接班室和站务员室等）安装数字式日历网络子钟；
Ø 在车站站厅公共区域的客服中心安装数字网络子钟（时分秒）；
Ø 在车站站台层安装数字网络子钟（时分秒）且双面显示；
3.3车辆段
时钟系统在车辆段应安装一下设备：
Ø 在车辆段通讯机房安装二级母钟及网口扩展箱等设备；
Ø 在信号楼调治室和停车列检库运转值班室安装数字式日历子钟；
Ø 在设备管理用房（如通讯、信号设备机房）安装数字式子钟。
Ø 在管理用房（值班室和管理室等）安装数字式子钟。
三、时钟系统主要设备介绍
1、卫星网络母钟 

 
卫星网络母钟内置高稳OCXO，可接收GPS北斗二合一信号卫星模块，B码、1588PTP等多种外部参考信号，支持主动的双机备份功能，其主要功能性能如下：
  Ø 1U 19”标准机箱，年、月、日、时、分、秒和当前卫星颗数显示
  Ø时间输入接口：1路BNC的卫星天线输入接口
  Ø时间输出接口：（a） 2路RS-232，可用于win系统盘算机校时；
（b）2路RS485，可用于子钟校时，传输距离不小于1000m；
（c）4路NTP网络接口，用于同步数字网络子钟和地铁内所有盘算机系统的时间同步；
  Ø双CPU同时工作，32位CPU双核处理器，采用DSP/CPLD技能高速处理；
  Ø支持多种系统授时WINDOWS9X/NT/2000/XP/2003/vista、LINUX、UNIX、SUN SOLARIS、IBM AIX、HP-UX等操纵系统及支持NTP协议的网络设备。
  Ø多种配置方法（SOFT/WEB），易于管理和升级，支持MD5加密和SNMP网管；
  Ø设备支持NTP和SNTP协议，且提供互备信号接口，要实现盘算机网络及其网络设备无需额外编程便可主动准确同步时间。
  Ø专用嵌入式系统，无硬盘和风扇设计，防震设计，系统稳固可靠。
  Ø机箱经防磁处理，抗干扰能力强。
  Ø 卫星天线重点考虑了防雷设计、稳固性设计、抗干扰设计， 信号接收可靠性高，不受地域条件和情况的限制。

  Ø操纵情况温度：-200C～+700C；