地鐵因其具有速度快、運量大、準點率高等特點，成為大中型城市解決城市交通問題的首選。精確的時間同步更是確保列車安全、高效運行的關(guān)鍵因素。當前國內(nèi)軌道交通領(lǐng)域，各地鐵線路只對部分系統(tǒng)進行了時鐘的統(tǒng)一，無法滿足軌道交通運營管理需求。當前北京地鐵主要采用GPS系統(tǒng)提供的時間頻率作為整個地鐵網(wǎng)絡(luò)的時間基準，時頻基準無法實現(xiàn)自主可控。在我國北斗3號系統(tǒng)建成的基礎(chǔ)上，利用我國自主可控的北斗衛(wèi)星授時系統(tǒng)替代當前線路中的GPS授時系統(tǒng)，實現(xiàn)地鐵時間頻率的自主可控和國產(chǎn)化替代，為未來北京智慧地鐵構(gòu)建時空基準體系。

北京地鐵北斗授時系統(tǒng)：全圖通助力時間同步升級

全圖通位置網(wǎng)絡(luò)有限公司聯(lián)合北京地鐵運營有限公司通信信號分公司共同研究構(gòu)建北京地鐵北斗授時系統(tǒng)的方法，實現(xiàn)基于北斗的線路級時鐘系統(tǒng)將北斗時空體系引入軌道交通的統(tǒng)一校時、統(tǒng)一監(jiān)測。指揮線路中心節(jié)點通過對各站的接口，校時各站的時鐘系統(tǒng)，并通過與其他的接口，為站內(nèi)其他系統(tǒng)提供統(tǒng)一的校時信號。未來整網(wǎng)站間、整條線路、有線無線、車地時間統(tǒng)一和整網(wǎng)運行奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

北京地鐵時鐘系統(tǒng)規(guī)劃整體架構(gòu)

時鐘系統(tǒng)整體架構(gòu)按照三級架構(gòu)建設(shè)，線網(wǎng)層、線路層、站段層。其中相對于傳統(tǒng)時鐘系統(tǒng)架構(gòu)，主要在線路層、站段層對其進行優(yōu)化，具備線路層、站段層實現(xiàn)時間同步和時鐘同步的授時能力。

地鐵時鐘系統(tǒng)特點

1.高精準性和可靠性

本系統(tǒng)能夠接收來自北斗3號系統(tǒng)的標準時間信號，利用北斗高精度授時接收機和同步以太網(wǎng)（PTP）技術(shù)，經(jīng)線路中心節(jié)點處理后發(fā)送至系統(tǒng)的各個部分，實現(xiàn)無累積誤差運行。系統(tǒng)首次采用線路集群化，將線路集群實現(xiàn)互備，授時系統(tǒng)將從不同集群獲取時鐘系統(tǒng)同步能力，通過集群的相互冗余備份，在提高系統(tǒng)安全性的同時，確保時鐘服務(wù)的連續(xù)性和準確性。這將有助于降低故障風險，提升系統(tǒng)可靠性，滿足各類應(yīng)用場景對時間同步的需求。

2.可擴展性和兼容性

系統(tǒng)設(shè)計采用分布式結(jié)構(gòu)，由標準化的軟件及硬件組成,可按照需要靈活配置和擴容。與其它子系統(tǒng)的適配性能良好，提供的設(shè)備在接口技術(shù)和各系統(tǒng)相互適配上有較大的優(yōu)勢。具有自動報警功能。網(wǎng)管系統(tǒng)監(jiān)測到各級母鐘和子鐘的時間同步超差時，會自動在監(jiān)控屏幕上顯示報警信息，并將報警信息向監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部預設(shè)的人員和系統(tǒng)進行消息推送。

3.具備全網(wǎng)的時間統(tǒng)一能力

時鐘系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)全網(wǎng)的時間統(tǒng)一功能，確保各線路和列車運行時間的準確性與一致性。建立時間同步機制，為各線路和列車分配唯一時間標簽，進行時間協(xié)調(diào)與監(jiān)測，并根據(jù)實際運行情況進行動態(tài)調(diào)整。同時，系統(tǒng)需與現(xiàn)有軌道交通各系統(tǒng)兼容，具備抗干擾能力、故障應(yīng)對能力和數(shù)據(jù)保護能力，以保障軌道交通運行的安全穩(wěn)定。

4.具備全網(wǎng)的時鐘統(tǒng)一能力

時鐘同步系統(tǒng)是軌道交通必不可少的支撐網(wǎng)，為軌道交通通信基礎(chǔ)承載網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)各個子系統(tǒng)，如傳輸系統(tǒng)（SDH、OTN、WDM、SPN）、LTE/EUHT移動通信系統(tǒng)、數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)等提供高精度、高可靠的基準頻率信號，使得所有在網(wǎng)設(shè)備工作在同一標稱時鐘頻率上并跟隨對準其原始相位，是軌道交通通信系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要保障。

加快北京數(shù)字化、智慧化進程

北京軌道交通的時鐘同步系統(tǒng)建設(shè)是為了實現(xiàn)軌道交通的統(tǒng)一發(fā)展，確保列車運行的準時性和安全性。然而，這只是時鐘同步系統(tǒng)應(yīng)用的一個起點。隨著技術(shù)的不斷進步和城市的發(fā)展需求，這個時鐘同步網(wǎng)絡(luò)將不僅服務(wù)于軌道交通，還將擴展其功能，提供更多的時鐘增值服務(wù)。這個擴展后的時鐘同步網(wǎng)絡(luò)將成為北京智慧城市的一個重要組成部分，為城市中的各個系統(tǒng)和設(shè)備提供精確的時間同步能力。無論是城市管理、公共安全、資源優(yōu)化配置，還是智能服務(wù)的發(fā)展，都將受益于這個高精度的時間同步網(wǎng)絡(luò)。

更重要的是，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等科技創(chuàng)新的不斷涌現(xiàn)，時鐘同步網(wǎng)絡(luò)將為這些技術(shù)在北京智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)支撐。它將為數(shù)據(jù)完整性和交易安全性提供保障，推動科技創(chuàng)新與城市發(fā)展的深度融合。北京軌道交通的時鐘同步系統(tǒng)建設(shè)不僅是為了實現(xiàn)軌道交通的統(tǒng)一發(fā)展，更是為了構(gòu)建一個更為廣泛、高效的時鐘同步網(wǎng)絡(luò)，為北京智慧城市的建設(shè)提供堅實的時間同步能力，推動城市向著智能化、數(shù)字化方向發(fā)展。