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NTP時(shí)鐘服務(wù)器在鐵路網(wǎng)絡(luò)管理中的應(yīng)用

一、概述

在信息高速發(fā)展的今天，鐵路作為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈，與廣大市民生活息息相關(guān)，擔(dān)負(fù)著運(yùn)送大流量乘客、保證交通暢通的重任，為了保證列車的正點(diǎn)運(yùn)行和乘客的行程，對(duì)時(shí)間精準(zhǔn)度的要求是非常嚴(yán)格的。隨著我國(guó)鐵路的發(fā)展速度和鐵路的跨地區(qū)運(yùn)行，時(shí)間的統(tǒng)一變得尤為重要，因此有必要為鐵運(yùn)建立一個(gè)完整的時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。時(shí)間同步系統(tǒng)為鐵路運(yùn)輸核心功能提供統(tǒng)一的衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源，使各系統(tǒng)的核心設(shè)備全網(wǎng)同步工作，有效的提升鐵路系統(tǒng)的精準(zhǔn)工作模式。同時(shí)，為鐵路的工作人員及旅客提供標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一時(shí)間信息。

 

二、系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成

鐵路時(shí)鐘同步系統(tǒng)由NTP衛(wèi)星時(shí)鐘服務(wù)器（NTP網(wǎng)絡(luò)母鐘ZRBG1000主時(shí)鐘）、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、NTP網(wǎng)絡(luò)子鐘、傳輸通道（網(wǎng)線）、系統(tǒng)管理軟件、衛(wèi)星信號(hào)接收天線等組成。系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

2.1  ZRBG1000 NTP衛(wèi)星時(shí)鐘服務(wù)器（網(wǎng)絡(luò)母鐘）

NTP時(shí)間服務(wù)器是控制設(shè)備時(shí)間校準(zhǔn)的智能化設(shè)備。它從衛(wèi)星上接收基準(zhǔn)時(shí)間信息，并通過(guò)所需的兼容類接口將基準(zhǔn)時(shí)間信息授時(shí)到全網(wǎng)內(nèi)核心設(shè)備上，達(dá)到全網(wǎng)智能同步工作的目的。

時(shí)鐘系統(tǒng)中的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘為雙機(jī)備份裝置，其中一個(gè)作為系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)的主要來(lái)源，另一個(gè)作為整個(gè)時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)備備份，以備緊急故障時(shí)使用。衛(wèi)星母鐘LCD顯示屏上可顯示年、月、日、時(shí)、分、秒時(shí)間信息和當(dāng)前的衛(wèi)星顆數(shù)。時(shí)鐘系統(tǒng)由衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘、GPS接收天線、天線支架、客戶端軟件等構(gòu)成；

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘的多路網(wǎng)絡(luò)接口可向機(jī)場(chǎng)和車站數(shù)字NTP網(wǎng)絡(luò)子鐘，也可同時(shí)向車站廣播系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、購(gòu)票系統(tǒng)、檢票系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、停車收費(fèi)管理系統(tǒng)、內(nèi)部調(diào)度通訊系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等其他子系統(tǒng)的服務(wù)器提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)。

2.2  NTP網(wǎng)絡(luò)子鐘

網(wǎng)絡(luò)子鐘（即時(shí)間同步LED顯示屏）安裝于車站候車（機(jī)）室、售票廳、站臺(tái)、監(jiān)控室等需要顯示時(shí)間的場(chǎng)所。

網(wǎng)絡(luò)子鐘采用數(shù)字式。可顯示時(shí)分、時(shí)分秒、年月日星期時(shí)分秒，顯示方式可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求訂購(gòu)，網(wǎng)絡(luò)子鐘自動(dòng)發(fā)送時(shí)間同步信號(hào)請(qǐng)求，衛(wèi)星時(shí)鐘服務(wù)器（網(wǎng)絡(luò)母鐘）接收到子鐘請(qǐng)求后自動(dòng)響應(yīng)并實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步工作。

網(wǎng)絡(luò)子鐘（時(shí)間同步LED顯示屏）采用堅(jiān)固、美觀、節(jié)能、環(huán)保一體化的鋁合金框架設(shè)計(jì)。時(shí)鐘的顯示格式和面板可根據(jù)用戶需求定制。

2.3 傳輸通道

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘與NTP網(wǎng)絡(luò)子鐘之間的傳輸通道可采用五類、六類網(wǎng)線進(jìn)行管理通訊線，所有的設(shè)備均采用標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)口。

2.4 系統(tǒng)管理軟件

系統(tǒng)管理軟件可安裝在計(jì)算機(jī)上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸通道，實(shí)時(shí)監(jiān)控全站時(shí)鐘系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

管理軟件可查看本時(shí)鐘系統(tǒng)內(nèi)任何一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)子鐘的運(yùn)行狀況，可以對(duì)本時(shí)鐘系統(tǒng)內(nèi)任何一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)子鐘進(jìn)行必要的操作（校對(duì)、停止、復(fù)位、追時(shí)、時(shí)間設(shè)置等）。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可準(zhǔn)確記錄故障時(shí)間和故障部位，能方便地查看維護(hù)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)等。

2.5 衛(wèi)星信號(hào)接收天線

衛(wèi)星信號(hào)接收天線由衛(wèi)星蘑菇頭和適當(dāng)長(zhǎng)度天線組成，可向衛(wèi)星時(shí)鐘服務(wù)器（網(wǎng)絡(luò)母鐘）提供衛(wèi)星實(shí)時(shí)同步信號(hào)。

 

三、系統(tǒng)功能

時(shí)鐘系統(tǒng)基本功能如下:

3.1 同步校對(duì)

系統(tǒng)通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)接收天線不間斷接收GPS/北斗衛(wèi)星發(fā)送的時(shí)間碼及其相關(guān)代碼，并對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷這些數(shù)據(jù)是否真實(shí)可靠。如果數(shù)據(jù)可靠即被衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘采用，如果數(shù)據(jù)不可靠便放棄，下次繼續(xù)接收。

網(wǎng)絡(luò)子鐘是個(gè)獨(dú)立的顯示單元，可以脫離衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘單獨(dú)運(yùn)行，同時(shí)又能主動(dòng)請(qǐng)求衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息，網(wǎng)絡(luò)母鐘對(duì)其實(shí)時(shí)校對(duì)。為了確保接收到的信息是真實(shí)的、可靠的，網(wǎng)絡(luò)母鐘對(duì)接收到的請(qǐng)求信息進(jìn)行嚴(yán)格分析、判斷，排除干擾信息。

3.2 時(shí)間顯示及調(diào)整

數(shù)字式網(wǎng)絡(luò)子鐘時(shí)間采用“時(shí)分；時(shí)分秒；年月日星期”可選模式，調(diào)整時(shí)間時(shí)，網(wǎng)絡(luò)子鐘發(fā)出校準(zhǔn)請(qǐng)求，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘接收到請(qǐng)求后立即將精準(zhǔn)時(shí)間信息發(fā)送出去對(duì)子鐘時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。

3.3 為其他系統(tǒng)提供時(shí)間信號(hào)

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘設(shè)有多路NTP網(wǎng)絡(luò)接口（RJ45）,且每路網(wǎng)口具有獨(dú)立MAC地址相互物理隔離互不影響工作，能夠時(shí)刻準(zhǔn)備為機(jī)場(chǎng)火車站及其他各個(gè)子系統(tǒng)提供時(shí)間同步信號(hào)。主要系統(tǒng)包括：通信傳輸系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)、調(diào)度電話系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、ATS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)、AFC系統(tǒng)、EMCS系統(tǒng)等。

3.4 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)功能

在控制中心設(shè)置對(duì)時(shí)鐘系統(tǒng)進(jìn)行管理監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有自診斷功能，可進(jìn)行故障管理、性能管理、配置管理、安全管理等。

中心內(nèi)管理計(jì)算機(jī)能夠檢測(cè)到子鐘設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息，且對(duì)檢測(cè)到的故障狀態(tài)進(jìn)行顯示，能實(shí)時(shí)、詳細(xì)地反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部各模塊的狀態(tài)，并能對(duì)全系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制（復(fù)位、停止、校對(duì)、追時(shí)等）。

系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠發(fā)出聲光報(bào)警，指示故障部位，對(duì)故障告警做同步傳輸，提供給值班室的工作人員，并進(jìn)行故障記錄和打印等工作。

3.5 系統(tǒng)可擴(kuò)展性

系統(tǒng)擴(kuò)容時(shí)，中心的網(wǎng)絡(luò)母鐘可通過(guò)擴(kuò)展設(shè)備對(duì)需求實(shí)時(shí)進(jìn)行擴(kuò)展，方便各個(gè)站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)子鐘的增設(shè)工作。

3.6 集散控制

系統(tǒng)采用集散控制功能，即分布式系統(tǒng)，中心網(wǎng)絡(luò)母鐘、網(wǎng)絡(luò)子鐘相互之間通過(guò)五類六類屏蔽網(wǎng)線方式連接，在整個(gè)系統(tǒng)中相對(duì)獨(dú)立，任何一部分發(fā)生故障都不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

 

四、系統(tǒng)配置原則

機(jī)場(chǎng)和鐵路火車站點(diǎn)的等級(jí)根據(jù)旅客最高聚散人數(shù)可分為小型站、中型站、大型站及特大站。

小型站因?yàn)榭土髁枯^小，所需設(shè)備數(shù)量不多，可采用小尺寸數(shù)字網(wǎng)絡(luò)子鐘即可；車站按旅客流向一般分為站前廣場(chǎng)、進(jìn)站大廳、候車室、站臺(tái)、出站廳、售票廳、行李包廳等。網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘系統(tǒng)各個(gè)子鐘設(shè)置可按上述位置進(jìn)行功能分區(qū)。

每個(gè)分區(qū)可考慮單獨(dú)供電，便于維護(hù)、檢修。系統(tǒng)接地統(tǒng)一接入車站綜合接地系統(tǒng)，接地電阻應(yīng)小于1Ω。

系統(tǒng)機(jī)柜可安裝在通信機(jī)房?jī)?nèi)，包括主備網(wǎng)絡(luò)母鐘、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、UPS電源等。

五、系統(tǒng)總結(jié)

時(shí)鐘同步系統(tǒng)不僅方便企事業(yè)單位的精準(zhǔn)計(jì)時(shí)，更能為他們大大提升工作效率，效率的提高意味著社會(huì)公共服務(wù)的改善，而企事業(yè)單位對(duì)時(shí)間的強(qiáng)烈關(guān)注，正是他們服務(wù)和效率意識(shí)的見(jiàn)證。

時(shí)鐘同步系統(tǒng)具有業(yè)界領(lǐng)先的環(huán)保性能，引領(lǐng)了都市綠色辦公風(fēng)潮。隨著現(xiàn)代人生活節(jié)奏的不斷加快，網(wǎng)絡(luò)化的普及，對(duì)時(shí)間精準(zhǔn)度的需求也是越來(lái)越高，尤其是當(dāng)前的機(jī)場(chǎng)、鐵路（地鐵和火車站）、醫(yī)院、學(xué)校、政府機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位等正好迎合了他們的需求，為他們解決實(shí)實(shí)在在的問(wèn)題。

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