CN117278165A - 一种信号系统与内部设备系统的校时系统 - Google Patents

一种信号系统与内部设备系统的校时系统 Download PDF

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CN117278165A CN202311250254.4A CN202311250254A CN117278165A CN 117278165 A CN117278165 A CN 117278165A CN 202311250254 A CN202311250254 A CN 202311250254A CN 117278165 A CN117278165 A CN 117278165A
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杨菁
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Abstract

本申请公开了一种信号系统与内部设备系统的校时系统，该校时系统包括ATS系统、车载控制器系统、BDMS系统、DCS分散控制系统，ATS系统在单个通信前置机发生故障时，选取下一个通信前置机接收外部时钟系统的时钟源信息进行校时，车载控制器系统初始上电且与网关计算机通信故障时，选取预设时间或MMI时间进行网络时间协议校时，BDMS系统通过网络时间协议与控制中心ATS维护工作站进行校时，DCS分散控制系统按照既有校时周期进行时间校正。通过分别对不同的系统进行内部校时，能够保证内部各子系统之间的时钟同步，提高整个系统运行的及时性和稳定性。

Description

一种信号系统与内部设备系统的校时系统
技术领域
本申请涉及交通运输安全技术领域，具体而言，涉及一种信号系统与内部设备系统的校时系统。
背景技术
信号系统的校时功能作为关键功能，对内部各子系统之间的协调同步运行有着重要作用，其已经广泛应用于各种民用领域，例如我国自主研发的卫星导航定位系统，可实现标准时间大范围、高精度、全天候的发播，以满足对时间频率的需求。
而时钟系统以它高可靠性、高精度性、高集成控制的特性，从而实现统一的时钟基准，逐渐成为机场、铁路站等各个交通现代化管理、监测的重要技术手段之一。而随着机场和铁路各公司提速战略提高服务的实施，对整个交通运输系统运营效率提出了更高的要求，同时LED电子时钟显示屏在当今人们的生活中发挥着非常重要的作用，但是目前的并未有详细且完善的信号系统内部校时机制。
发明内容
本申请的目的在于，为了克服现有的技术缺陷，提供了一种信号系统与内部设备系统的校时系统，通过系统内部的设计完成信号系统的全系统校时，能够达到提升全自动运行系统的可靠度，保证列车准点运行的效果。
本申请目的通过下述技术方案来实现：
第一方面，本申请提出了一种信号系统与内部设备系统的校时系统，所述系统包括ATS系统、车载控制器系统、BDMS系统、DCS分散控制系统；
所述ATS系统，用于在单个通信前置机发生故障时，选取下一个通信前置机接收外部时钟系统的时钟源信息进行校时；
所述车载控制器系统，用于初始上电且与网关计算机通信故障时，选取预设时间或MMI时间进行网络时间协议校时；
所述BDMS系统，用于通过网络时间协议与控制中心ATS维护工作站进行校时；
所述DCS分散控制系统，用于按照既有校时周期进行时间校正。
在一种可能的实施方式中，ATS系统包括主用控制中心和备用控制中心，主用控制中心包括分别与外部时钟系统连接的第一ATS通信前置机和第二ATS通信前置机，分别与第一ATS通信前置机和第二ATS通信前置机连接的第一应用服务器，备用控制中心包括分别与外部时钟系统连接的第三ATS通信前置机和第四ATS通信前置机，分别与第三ATS通信前置机和第四ATS通信前置机连接的第二应用服务器；
所述第一ATS通信前置机，用于接收外部时钟系统的时钟源信息进行校时，并将所述时钟源信息发送至所述第一应用服务器；
所述第二ATS通信前置机，用于在所述第一ATS通信前置机发生故障时，将接收的时钟源信息发送至所述第一应用服务器；
所述第一应用服务器，用于根据所述时钟源信息对第一终端设备进行校时；
所述第三ATS通信前置机，用于在所述第一ATS通信前置机和第二ATS通信前置机均发生故障时，将接收的时钟源信息发送至所述第二应用服务器；
所述第四ATS通信前置机，用于在第一、二、三ATS通信前置机均发生故障时，将接收的时钟源信息发送至所述第二应用服务器；
所述第二应用服务器，用于根据时钟源信息对第二终端设备进行校时。
在一种可能的实施方式中，第一、二终端设备包括网关计算机、车辆网关计算机、车站分机、操作工作站、维护工作站和派班工作站；
在一种可能的实施方式中，车站分机包括PSD接口机、TDT接口机、现地工作站和非集监视工作站。
在一种可能的实施方式中，所述车载控制器系统包括网关计算机和与网关计算机连接的ZC/DSU设备；
所述ZC/DSU设备，用于在初始上电且与网关计算机通信故障时选取预设时间进行计时，在校时成功且与网关计算机通信故障时选取校时成功时间进行计时，在与网关计算机通信恢复时选取当前时间进行计时。
在一种可能的实施方式中，所述车载控制器系统包括网关计算机和与网关计算机连接的ATP设备；
所述ATP设备，用于在初始上电且与网关计算机通信故障时使用MMI时间进行计时，在校时成功且与网关计算机通信故障时选取校时成功时间进行计时，在与网关计算机通信恢复时选取当前时间进行计时。
在一种可能的实施方式中，所述BDMS系统包括BDMS服务器、与BDMS服务器连接的ATS维护工作站、道岔缺口、蓄电池在线监测模块、集中监测模块、计轴、电源模块；
BDMS服务器利用网络时间协议与ATS维护工作站进行校时，集中检测模块和蓄电池在线监测模块使用利用网络时间协议与BDMS服务器进行校时，电源模块、道岔缺口、计轴通过网络时间协议中的时间戳进行校时。
在一种可能的实施方式中，所述DCS分散控制系统包括NMS服务器、与NMS服务器连接的NMS工作站、网关计算机、DRS服务器；
在NMS服务器上电后且与网关计算机通信故障时，采用默认时间进行计时，在NMS服务器校时成功且网关计算机通信故障时，NMS服务器使用校准时间进行计时，在于网关计算机通信故障恢复后，按照现有校时周期进行时间校正；
当NMS工作站和DRS服务器上电且与NMS服务器通信故障时，采用默认时间进行计时，当NMS工作站和DRS服务器校时成功后与NMS服务器通信故障时，NMS工作站和DRS服务器使用最后一次校时成功的时间进行计时；当与NMS服务器通信故障恢复后，系按照现有校时周期进行时间校正。
上述本申请主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本申请可采用并要求保护的方案；且本申请，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本申请方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本申请所要保护的技术方案，在此不做穷举。
本申请公开了一种信号系统与内部设备系统的校时系统，该校时系统包括ATS系统、车载控制器系统、BDMS系统、DCS分散控制系统，ATS系统在单个通信前置机发生故障时，选取下一个通信前置机接收外部时钟系统的时钟源信息进行校时，车载控制器系统初始上电且与网关计算机通信故障时，选取预设时间或MMI时间进行网络时间协议校时，BDMS系统通过网络时间协议与控制中心ATS维护工作站进行校时，DCS分散控制系统按照既有校时周期进行时间校正。通过分别对不同的系统进行内部校时，能够保证内部各子系统之间的时钟同步，提高整个系统运行的及时性和稳定性。
附图说明
图1示出了本申请实施例提出的校时系统的结构示意图。
图2示出了本申请实施例提出的ATS系统的内部示意图。
图3示出了本申请实施例提出的车载控制器系统的示意图。
图4示出了本申请实施例提出的BDMS系统的示意图。
图5示出了本申请实施例提出的一种DCS分散控制系统的示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在现有技术中，而随着机场和铁路各公司提速战略提高服务的实施，对整个交通运输系统运营效率提出了更高的要求，同时LED电子时钟显示屏在当今人们的生活中发挥着非常重要的作用，但是目前的并未有详细且完善的信号系统内部校时机制。
为了解决上述的问题，本申请实施例提出了一种信号系统与内部设备系统的校时系统，通过分别对不同的系统进行内部校时，能够保证内部各子系统之间的时钟同步，提高整个系统运行的及时性和稳定性，接下来对其进行详细地说明。
请参照图1，图1示出了本申请实施例提出的校时系统的结构示意图，该系统应用于列车上，包括ATS系统、车载控制器系统、BDMS系统、DCS分散控制系统；
ATS系统，用于在单个通信前置机发生故障时，选取下一个通信前置机接收外部时钟系统的时钟源信息进行校时；
车载控制器系统，用于初始上电且与网关计算机通信故障时，选取预设时间或MMI时间进行网络时间协议校时；
BDMS系统，用于通过网络时间协议与控制中心ATS维护工作站进行校时；
DCS分散控制系统，用于按照既有校时周期进行时间校正。
列车自动监控系统(ATS，Automatic Train Supervision)作为ATC系统的一个重要子系统，是一种分布式的实时监督、控制系统，与ATC系统中的其他子系统的协调配合共同完成对地铁运营列车和信号设备的管理和控制。其核心设备位于信号系统的中央层，用于实现对高密度、大流量的城市轨道交通运输进行自动化管理和调度，是一个综合的行车指挥调度控制系统。
请参照图2，图2示出了本申请实施例提出的ATS系统的内部示意图，ATS系统包括主用控制中心和备用控制中心，主用控制中心包括分别与外部时钟系统连接的第一ATS通信前置机和第二ATS通信前置机，分别与第一ATS通信前置机和第二ATS通信前置机连接的第一应用服务器，备用控制中心包括分别与外部时钟系统连接的第三ATS通信前置机和第四ATS通信前置机，分别与第三ATS通信前置机和第四ATS通信前置机连接的第二应用服务器；
第一ATS通信前置机，用于接收外部时钟系统的时钟源信息进行校时，并将所述时钟源信息发送至所述第一应用服务器；
第二ATS通信前置机，用于在所述第一ATS通信前置机发生故障时，将接收的时钟源信息发送至所述第一应用服务器；
第一应用服务器，用于根据所述时钟源信息对第一终端设备进行校时；
第三ATS通信前置机，用于在所述第一ATS通信前置机和第二ATS通信前置机均发生故障时，将接收的时钟源信息发送至所述第二应用服务器；
第四ATS通信前置机，用于在第一、二、三ATS通信前置机均发生故障时，将接收的时钟源信息发送至所述第二应用服务器；
第二应用服务器，用于根据时钟源信息对第二终端设备进行校时。
终端设备包括网关计算机、车辆网关计算机、车站分机、操作工作站、维护工作站和派班工作站，其中车站分机包括PSD接口机、TDT接口机、现地工作站和非集监视工作站。
在处于工作中的第一通信前置机发生故障时，或者外部时钟系统与第一通信前置机之间的通信线路发生故障时，切换至第二通信前置机，第二通信前置机发生故障时，或者外部时钟系统与第二通信前置机之间的通信线路发生故障时，切换至第三通信前置机，依次类推直至切换至第四通信前置机。由于系统或者设备之间都是实时校时的，在切换通信前置机时，几乎可以忽略在切换时的时间差值。
在校时失败的情况下，ATS系统会继续以本地时间运行，当下一个校时周期重新进行校时。当通信前置机接收的时钟源信息与自身的时间相差小于3秒时实时更新，当通信前置机接收的时钟源信息与自身的时间相差大于3秒时，表明时钟源发生时间突变，通信前置机不校正自身的时间，继续以原来的时间运行，并弹窗报警显示，由人工在报警弹窗后主动发起与时钟源的校时。
请参照图3，图3示出了本申请实施例提出的车载控制器系统的示意图，车载控制器系统包括网关计算机和与网关计算机连接的ZC/DSU设备；
ZC/DSU设备，用于在初始上电且与网关计算机通信故障时选取预设时间进行计时，在校时成功且与网关计算机通信故障时选取校时成功时间进行计时，在与网关计算机通信恢复时选取当前时间进行计时。
车载控制器系统还包括网关计算机和与网关计算机连接的ATP设备；
ATP设备，用于在初始上电且与网关计算机通信故障时使用MMI时间进行计时，在校时成功且与网关计算机通信故障时选取校时成功时间进行计时，在与网关计算机通信恢复时选取当前时间进行计时。
此外，车载控制器系统还包括ECI设备、MMI设备、ITE设备以及ATO设备，其中车载列车自动防护(Automatic Train Protection，ATP)设备、ATO设备和ECI设备均通过网关计算机进行网络时间协议(Network Time Protocol，NTP)校时，而网关计算机与ECI设备、ATP设备以及ZC/DSU设备的校时周期为10分钟，ATP设备分别和与ATP设备连接的MMI设备、ATO设备和ITE设备的校时周期在200毫秒。
当ZC/DSU设备初始上电后且与网关计算机通信故障，选取预设时间进行计时，预设时间为硬件设备的出厂设置时间；在ZC/DSU校时成功之后且与网关计算机通信故障时，使用最后一次校时成功的时间进行计时；当与网关计算机通信故障恢复后，按照当前校时周期进行时间校正。
当ATP设备初始上电后且与网关计算机通信故障，选取MMI时间进行计时；在ATP设备校时成功后与网关计算机通信故障时，使用最后一次校时成功的时间进行计时；当与网关计算机通信故障恢复后，按照现有校时周期进行时间校正。
在实际情况中，应用于校时系统的列车从试车线驶入车辆基地后在10Min内完成校时，当该列车驶入车辆基地后重启则立即通过网关计算机进行校时，在校时时不受时间偏差上限的影响。
当ATC设备与ATS设备因校时周期不同导致出现最多3秒的时间误差时并不会影响系统正常运行。当ATC设备依照SIL4安全标准互相采用周期通信时，并不会因为系统时间误差影响运行，仅对系统记录的日志造成影响。
请参照图4，图4示出了本申请实施例提出的BDMS系统的示意图，BDMS系统包括BDMS服务器、与BDMS服务器连接的ATS维护工作站、道岔缺口、蓄电池在线监测模块、集中监测模块、计轴、电源模块以及与电源模块连接的UPS设备。BDMS(智能运维系统)系统服务器与道岔缺口、蓄电池在线监测模块、集中监测模块的校时周期均为1秒，与ATS维护工作站的校时周期为60秒，与电源模块的误差超过2秒自动校时，而电源与UPS设备的校时周期为30分钟。
BDMS服务器利用网络时间协议与ATS维护工作站进行校时，由于每个子系统的硬件不同，所造成的校时性能和精度均不同，所造成统一各设备校时周期较难，为此可以设定不同的硬件来满足校时进度的要求。
集中检测模块和蓄电池在线监测模块使用利用网络时间协议与BDMS服务器进行校时，当连接正常时进行周期校时，当断开重连，在连接正常之后再进行时钟同步。
电源模块、道岔缺口、计轴通过网络时间协议中的时间戳进行校时，当建链正常时使用时间戳周期校时，当建链失败后会重新发起建链，同步校时。
请参照图5，图5示出了本申请实施例提出的一种DCS分散控制系统的示意图，分散控制系统(Distributed Control System，DCS)是一种用于监控和控制工业过程的自动化系统，包括NMS服务器和与NMS服务器连接的NMS工作站、网关计算机、DRS服务器和交换机，NMS服务器分别与NMS工作站、网关计算机、DRS服务器和交换机的校时周期均为30分钟。
在NMS服务器上电后且与网关计算机通信故障时，采用默认时间进行计时，默认时间为本地时间，在主板电池无故障无电量用尽情况下，重启设备时间不会发生跳变，当系统重启时将默认时间将恢复至出厂设置时间，此时需要将NMS服务器重新与时钟源同步，也可以手动设置NMS服务器的时间。在NMS服务器校时成功且网关计算机通信故障时，NMS服务器使用校准时间进行计时，在于网关计算机通信故障恢复后，按照现有校时周期进行时间校正。
当NMS工作站和DRS服务器上电且与NMS服务器通信故障时，采用默认时间进行计时，当NMS工作站和DRS服务器校时成功后与NMS服务器通信故障时，NMS工作站和DRS服务器使用最后一次校时成功的时间进行计时；当与NMS服务器通信故障恢复后，系按照现有校时周期进行时间校正。
值得说明的是，ATS系统、车载控制器系统和DCS分散控制系统中的网关计算机均为同一种网关计算机。
因此，本申请公开的校时系统，该校时系统包括ATS系统、车载控制器系统、BDMS系统、DCS分散控制系统，ATS系统在单个通信前置机发生故障时，选取下一个通信前置机接收外部时钟系统的时钟源信息进行校时，车载控制器系统初始上电且与网关计算机通信故障时，选取预设时间或MMI时间进行网络时间协议校时，BDMS系统通过网络时间协议与控制中心ATS维护工作站进行校时，DCS分散控制系统按照既有校时周期进行时间校正。通过分别对不同的系统进行内部校时，能够保证内部各子系统之间的时钟同步，提高整个系统运行的及时性和稳定性。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种信号系统与内部设备系统的校时系统，其特征在于，所述校时系统包括ATS系统、车载控制器系统、BDMS系统、DCS分散控制系统；
所述ATS系统，用于在单个通信前置机发生故障时，选取下一个通信前置机接收外部时钟系统的时钟源信息进行校时；
所述车载控制器系统，用于初始上电且与网关计算机通信故障时，选取预设时间或MMI时间进行网络时间协议校时；
所述BDMS系统，用于通过网络时间协议与控制中心ATS维护工作站进行校时；
所述DCS分散控制系统，用于按照既有校时周期进行时间校正。
2.如权利要求1所述的校时系统，其特征在于，ATS系统包括主用控制中心和备用控制中心，主用控制中心包括分别与外部时钟系统连接的第一ATS通信前置机和第二ATS通信前置机，分别与第一ATS通信前置机和第二ATS通信前置机连接的第一应用服务器，备用控制中心包括分别与外部时钟系统连接的第三ATS通信前置机和第四ATS通信前置机，分别与第三ATS通信前置机和第四ATS通信前置机连接的第二应用服务器；
所述第一ATS通信前置机，用于接收外部时钟系统的时钟源信息进行校时，并将所述时钟源信息发送至所述第一应用服务器；
所述第二ATS通信前置机，用于在所述第一ATS通信前置机发生故障时，将接收的时钟源信息发送至所述第一应用服务器；
所述第一应用服务器，用于根据所述时钟源信息对第一终端设备进行校时；
所述第三ATS通信前置机，用于在所述第一ATS通信前置机和第二ATS通信前置机均发生故障时，将接收的时钟源信息发送至所述第二应用服务器；
所述第四ATS通信前置机，用于在第一、二、三ATS通信前置机均发生故障时，将接收的时钟源信息发送至所述第二应用服务器；
所述第二应用服务器，用于根据时钟源信息对第二终端设备进行校时。
3.如权利要求2所述的校时系统，其特征在于，第一、二终端设备包括网关计算机、车辆网关计算机、车站分机、操作工作站、维护工作站和派班工作站。
4.如权利要求3所述的校时系统，其特征在于，车站分机包括PSD接口机、TDT接口机、现地工作站和非集监视工作站。
5.如权利要求1所述的校时系统，其特征在于，所述车载控制器系统包括网关计算机和与网关计算机连接的ZC/DSU设备；
所述ZC/DSU设备，用于在初始上电且与网关计算机通信故障时选取预设时间进行计时，在校时成功且与网关计算机通信故障时选取校时成功时间进行计时，在与网关计算机通信恢复时选取当前时间进行计时。
6.如权利要求1所述的校时系统，其特征在于，所述车载控制器系统包括网关计算机和与网关计算机连接的ATP设备；
所述ATP设备，用于在初始上电且与网关计算机通信故障时使用MMI时间进行计时，在校时成功且与网关计算机通信故障时选取校时成功时间进行计时，在与网关计算机通信恢复时选取当前时间进行计时。
7.如权利要求1所述的校时系统，其特征在于，所述BDMS系统包括BDMS服务器、与BDMS服务器连接的ATS维护工作站、道岔缺口、蓄电池在线监测模块、集中监测模块、计轴、电源模块；
BDMS服务器利用网络时间协议与ATS维护工作站进行校时，集中检测模块和蓄电池在线监测模块使用利用网络时间协议与BDMS服务器进行校时，电源模块、道岔缺口、计轴通过网络时间协议中的时间戳进行校时。
8.如权利要求1所述的校时系统，其特征在于，所述DCS分散控制系统包括NMS服务器、与NMS服务器连接的NMS工作站、网关计算机、DRS服务器；
在NMS服务器上电后且与网关计算机通信故障时，采用默认时间进行计时，在NMS服务器校时成功且网关计算机通信故障时，NMS服务器使用校准时间进行计时，在于网关计算机通信故障恢复后，按照现有校时周期进行时间校正；
当NMS工作站和DRS服务器上电且与NMS服务器通信故障时，采用默认时间进行计时，当NMS工作站和DRS服务器校时成功后与NMS服务器通信故障时，NMS工作站和DRS服务器使用最后一次校时成功的时间进行计时；当与NMS服务器通信故障恢复后，系按照现有校时周期进行时间校正。
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