第14章時(shí)鐘系統(tǒng)

第14章

時(shí)鐘系統(tǒng) 時(shí)鐘系統(tǒng)是為城市軌道交通其他子系統(tǒng)的中心設(shè)備提供統(tǒng)一時(shí)間信號的系統(tǒng)。包括為控制中心調(diào)度員、車站值班員、列車駕駛員、各部門工作人員及乘客提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息。時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)置對保證地鐵運(yùn)行計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、提高運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量起到了重要的作用。。

時(shí)鐘系統(tǒng)采用GPS(GlobalPositionSystem)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息。GPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，CPS的空間部分是由24顆工作衛(wèi)星組成，它位于距地表20200km的上空，均勻分布在6個(gè)軌道面上（每個(gè)軌道面4顆），軌道傾角為550。此外，還有4顆有源備份衛(wèi)星在軌運(yùn)行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時(shí)間都可觀測到4顆以上的衛(wèi)星，并能保持良好定位解算精度的幾何圖像。這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰ΑPS接收器捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后，就可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和幾何距離的變化率，解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，接收機(jī)中的微處理計(jì)算機(jī)就可按定位解算方法進(jìn)行定位計(jì)算，計(jì)算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時(shí)間等信息。知識(shí)點(diǎn)：1．時(shí)鐘系統(tǒng)的構(gòu)成；2．時(shí)鐘系統(tǒng)的運(yùn)行；3．對鐘系統(tǒng)的控制模式。技能目標(biāo)：1．掌握時(shí)鐘系統(tǒng)的作用；2．掌握時(shí)鐘系統(tǒng)的運(yùn)行方式；3．掌握時(shí)鐘系統(tǒng)的控制模式。。14.1時(shí)鐘系統(tǒng)的構(gòu)成

時(shí)鐘系統(tǒng)采用控制中心與車站／車輛段／停車場兩級組網(wǎng)方式。由中心一級母鐘、車站／車輛段／停車場母鐘（二級母鐘）、時(shí)間顯示單元（子鐘）及傳輸通道、接口設(shè)備、電源和時(shí)鐘系統(tǒng)網(wǎng)管設(shè)備組成。如圖14-1所示。一級母鐘設(shè)于控制中心綜合設(shè)備室，其中高穩(wěn)晶振工作鐘采用主備用方式，主備工作鐘能自動(dòng)和手動(dòng)倒換且可人工調(diào)整時(shí)間。二級母鐘設(shè)于各車站／車輛段／停車場通信設(shè)備室內(nèi)，二級母鐘采用一主一備工作方式，接收一級母鐘的校時(shí)信號，并向子鐘發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號校準(zhǔn)子鐘。子鐘設(shè)于控制中心調(diào)度大廳和各車站的站廳（部分車站）、車站控制室、公安安全室、AFC票務(wù)室、站臺(tái)監(jiān)察亭、問詢處、交接班室、站長室、站區(qū)長室及其他與行車有關(guān)的處所，并在車輛段／停車場信號樓運(yùn)轉(zhuǎn)室、值班員室、停車列檢庫、聯(lián)合檢修庫等有關(guān)地點(diǎn)設(shè)置子鐘。時(shí)鐘系統(tǒng)網(wǎng)管設(shè)備設(shè)于控制中心通信網(wǎng)管中心，用于管理時(shí)鐘系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測一級母鐘、二級母鐘的工作狀態(tài)，當(dāng)某個(gè)時(shí)鐘設(shè)備產(chǎn)生故障時(shí)，一級母鐘、二級母鐘可實(shí)時(shí)將告警信號發(fā)送到控制中心時(shí)鐘系統(tǒng)網(wǎng)管設(shè)備。在車輛段通號車間設(shè)置維護(hù)管理終端，通過傳輸通道與控制中心的網(wǎng)管設(shè)備相連，在軍輛段實(shí)現(xiàn)對全線時(shí)鐘的監(jiān)控。傳輸通道服務(wù)于一級母鐘與二級母鐘之間的時(shí)鐘信號和故障告警信號的發(fā)送和接收。傳輸系統(tǒng)控制中心、各車站、車輛段、停車場分別為時(shí)鐘系統(tǒng)提供點(diǎn)對點(diǎn)RS-422數(shù)據(jù)通道，用于傳送自控制中心至各車站、車輛段、停車場的校時(shí)信號，同時(shí)傳送各車站、車輛段、停車場至控制中心的網(wǎng)絡(luò)管理信號，由時(shí)鐘系統(tǒng)一級母鐘負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)由各車站、車輛段、停車場至控制中心信息的匯聚功能。另在控制中心與車輛段通信信號車間之間提供10/100Mbps以太網(wǎng)通道，用于維護(hù)管理終端接入時(shí)鐘系統(tǒng)網(wǎng)管設(shè)備。時(shí)鐘系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成框圖如圖14-2所示。數(shù)字同步網(wǎng)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘設(shè)備整機(jī)配置為主從熱備的工作方式，該設(shè)備有完善的系統(tǒng)告警功能、網(wǎng)絡(luò)管理功能和系統(tǒng)配置功能。設(shè)備自身有聲光告警，通過標(biāo)準(zhǔn)RS-232串口和以太網(wǎng)口對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配置管理和告警管理。為了滿足通信網(wǎng)建設(shè)同步時(shí)鐘的需要，開發(fā)了基于數(shù)字同步網(wǎng)建設(shè)需要的I級基準(zhǔn)時(shí)鐘源和Ⅱ級節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘合而為一的獨(dú)立型節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘設(shè)備。該設(shè)備可以作為I級基準(zhǔn)時(shí)鐘，接收GPS的同步信號，產(chǎn)生同步網(wǎng)建設(shè)中必需的2048kHz或2048kbps信號；也可以作為Ⅱ級節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘，以I級時(shí)鐘或BITS為時(shí)鐘源，產(chǎn)生40路的2048kHz或2048kbps的時(shí)鐘信號。在接收源自地面定時(shí)與基準(zhǔn)信號同步時(shí)，在各種運(yùn)行情況下，具有數(shù)字同步網(wǎng)2級節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘所要求的最低輸出定時(shí)特性。在接受GPS定時(shí)信號同步時(shí)，具有數(shù)字同步網(wǎng)l級節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘所要求的跟蹤輸出定時(shí)特性。具有簡化了的同步時(shí)鐘設(shè)備冗余配置、輸出能力和監(jiān)控管理能力的基本功能，兩塊電源板互為雙工，平時(shí)分擔(dān)負(fù)荷，也可獨(dú)立供電，系統(tǒng)控制板提供遠(yuǎn)程管理接口和本地維護(hù)接口，并提供聲光告警信號，時(shí)鐘板是MSC-l的核心模塊，主要實(shí)現(xiàn)參考源的接入，以及時(shí)鐘的跟蹤、保持功能；兩塊時(shí)鐘板互為備份。14.2時(shí)鐘系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)備主要由中央級設(shè)備和車站級設(shè)備組成。中央級設(shè)備主要是一級母鐘系統(tǒng)，包括一級母鐘和CPS接收單元。一級母鐘自動(dòng)接收GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號，?；醋陨淼臅r(shí)間精度，并分配精確時(shí)間給二級母鐘。中央級設(shè)備還包括GPS接收模塊、一級母鐘顯示屏和GPS信號模擬輸出模塊等。GPS接收模塊將接收的CPS號轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可辨認(rèn)的時(shí)間信息，再將時(shí)間信息通過系統(tǒng)總線傳送給其他模塊。當(dāng)模塊無法正常接收GPS信號時(shí)，通過內(nèi)置高穩(wěn)定晶振工作鐘提供時(shí)間信號，4—8個(gè)并行通道同時(shí)間接收4-8個(gè)GPS衛(wèi)星信號；一級母鐘顯示屏按時(shí)、分、秒格式顯示，全時(shí)標(biāo)日期顯示屏按年、月、日、星期、時(shí)、分、秒格式顯示；GPS信號模擬輸出模塊，模擬GPS信號輸出，設(shè)計(jì)多個(gè)GPS信號輸出端，直接輸出GPS時(shí)間信號給特殊要求系統(tǒng)。車站級設(shè)備主要是二級母鐘系統(tǒng)，包括二級母鐘、一級母鐘信號同步模塊、子鐘驅(qū)動(dòng)模塊和信號輸出模塊等。二級母鐘同步一級母鐘時(shí)間，然后驅(qū)動(dòng)子鐘運(yùn)作。二級母鐘能夠自主產(chǎn)生時(shí)間信息，它與一級母鐘是校對關(guān)系，而不是絕對服從。一級母鐘信號同步模塊，接收一級母鐘標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息，內(nèi)置高穩(wěn)定晶振，自主產(chǎn)生時(shí)間信息，定時(shí)與一級母鐘校對，同步CPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；子鐘驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)子鐘運(yùn)作，為子鐘提供時(shí)分驅(qū)動(dòng)；信號輸出模塊，為其他需要標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的系統(tǒng)提供時(shí)鐘信息，提供匹配的接口類型和傳輸通信協(xié)談。時(shí)鐘系統(tǒng)還包括外圍設(shè)備，主要包括GPS信號接收天線和子鐘。GPS信號接收天線，一般采用全向天線，并采用全天候保護(hù)措施，以保證能同時(shí)接收4顆衛(wèi)星的信號。子鐘，在站臺(tái)、站廳，使用直徑600-800mm的子鐘，雙面顯示且?guī)П彻庹彰?，供乘客、工作人員使用，在辦公區(qū)，采用300mm單面無背光照明子鐘，供站內(nèi)工作人員使用。14.3時(shí)鐘系統(tǒng)的控制模式1．中央控制運(yùn)行模式時(shí)鐘系統(tǒng)正常狀況的控制模式，此時(shí)一級母鐘系統(tǒng)正常接收GPS信號，傳送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間給二級母鐘及其他需要時(shí)間信號的設(shè)備，當(dāng)一級母鐘不能正常接收GPS信號時(shí)，則通過自身高穩(wěn)晶振運(yùn)作提供時(shí)間信號給二級母鐘等終端用戶，以滿足地鐵運(yùn)營的要求。此時(shí)各設(shè)備所接收的信號仍然來自于一級母鐘，只是這個(gè)時(shí)間信號并