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地铁时钟系统故障问题分析及建议

时间:2020年07月21日 所属分类:科学技术论文 点击次数:

摘要:伴随着国内基础建设进程的持续性推进,地铁工程得到迅猛发展。通信时钟系统是城市地铁弱电系统的重要组成子系统之一,对轨道交通的正常运营提供了基本保障。在投入运营后,受多种因素影响,时钟系统可能会出现不同的故障,对地铁正常运营有着较大的不

  摘要:伴随着国内基础建设进程的持续性推进,地铁工程得到迅猛发展。通信时钟系统是城市地铁弱电系统的重要组成子系统之一,对轨道交通的正常运营提供了基本保障。在投入运营后,受多种因素影响,时钟系统可能会出现不同的故障,对地铁正常运营有着较大的不良影响。对此,本文探讨了地铁时钟系统的系统构成以及常见故障问题,针对问题提出了具有针对性的应对措施及建议。

  关键词:地铁;时钟;故障问题;建议

地铁故障

  1系统概述

  时钟系统是地铁运行的重要组成部分之一,其主要作用是为地铁控制中心调度员、车站值班员、各部门工作人员及乘客提供统一的标准时间信息,并为本工程其它系统提供统一的时间信号,使各系统与本系统时间同步,从而实现轨道交通全线统一的标准时间。时钟系统可向多个系统发送标准时间信号,包括地铁通信系统内部的传输系统、无线通信系统、专用电话系统、公务电话系统、闭路电视监视系统(CCTV)、广播系统等,以及外部其他系统,包括信号系统、电力监控系统(SCADA)、自动售检票系统(AFC)、火灾自动报警系统(FAS)、环境与设备监控系统(BAS)和列车自动控制(ATC)系统等。通过对时钟系统的设置,可以使地铁各系统的定时设备与本系统同步,从而实现地铁全线统一的时间信号,这对保证地铁运行计时准确、提高运营效率起到了至关重要的作用。

  2地铁时钟系统构成

  地铁时钟系统一般为两级组网方式,即控制中心及车站/车辆段的两级组网,控制中心设备与车辆段、各车站间的信息传递由光传输系统提供的数据通道实现。以北京地铁某线为例,时钟系统由一级母钟(含信号接收单元、网络接口箱、RS422接口箱、NTP接口箱等)、二级母钟(含网络接口箱、RS422接口箱、NTP接口箱等)、子钟、网管设备和传输通道五部分组成。

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  3系统工作原理

  设置在控制中心的一级母钟接收来自TCC同步信号的标准时间信号,作为控制中心时钟系统的主标准时间外部时钟源信号,中心一级母钟在控制中心通过传输系统,以以太网接口与沿线车辆段(备用控制中心)、各车站、停车场的二级母钟通讯,发送一级母钟的标准时间信号,并在控制中心采用以太网接口和RS422接口两种接口方式为其它通信各系统提供统一的时间信号,使各子系统设备与时钟系统同步,从而实现轨道交通全线执行统一的时间标准。控制中心设备与车辆段(备用控制中心)、各车站、停车场的二级母钟通过传输子系统连接,接口形式采用标准以太网接口(共线)。

  控制中心的子钟通过通信电缆(低烟无卤阻燃超五类屏蔽双绞线)直接与一级母钟连接,各车站、停车场、车辆段(备用控制中心)的子钟通过通信电缆(低烟无卤阻燃超五类屏蔽双绞线)连接至各自的二级母钟。一级母钟定时(每秒或自定时间)向各二级母钟发送校时信号,并负责向包括控制中心在内的所有子钟提供标准时间信号。中心一级母钟通过传输子系统将校准标准时间信号传给各个二级母钟,再由二级母钟按标准时间信号指挥子钟统一显示标准时间,为各车站运行管理及各车站站厅等主要工作场所的工作人员提供统一标准的时间信息,为广大乘客提供统一的标准时间,同时为其他各系统提供统一的标准时间信号,使全线其他通信系统与时钟系统同步,从而实现全线统一的时间标准。

  4地铁时钟系统常见故障问题分析及措施

  在地铁运营后,时钟系统最常见的故障问题是网管系统子钟告警问题。表现形式分为3种。

  (1)网管告警,子钟全黑,无时间显示;当子钟全黑时,一般为电源问题,需要观察是否只有单一子钟黑屏。①若只有单一子钟故障则优先检查故障子钟端电源线是否链接牢固,应保证接口可靠连接、无松动,有金属线露出部分用绝缘胶布包裹,以免短路。②若有多个子钟同时故障则考虑是机房设备端电源线接触不良,因子钟多为一路主线路串联连接,多个子钟出现电源问题则很有可能为电源线主路出现问题,应优先排查机房端接线,有必要时重新制作接头,保证在电源分配箱侧可靠连接,无松动。若非电源问题,则一般考虑为子钟内部芯片版损坏,可维修或替换新的芯片。

  (2)网管告警,子钟有时间显示,但间隔符号闪烁;如果子钟有时间显示则说明电源无故障,间隔符号闪烁表明子钟掉线,与二级母钟的连接已断开。可能有如下几种情况。①子钟背部的信号线接线端子掉落。这种情况应重新制作端头,保证可靠连接无松动。②信号线收、发线序连接错误或者其中某根线松动,应重新制作接线端子,并注意理清信号线的收端及发端,保证子钟可以接收母钟信号并将反馈信息送回母钟。③受其他设备、线路干扰,或者线路距离过长。这种情况应在子钟端添加匹配电阻,保证电路稳定。

  (3)网管告警,子钟有时间显示,时间数字及间隔符号长明不闪烁。若网管系统显示告警而子钟终端显示无异样,则可能是子钟编码有重复,导致子钟信号掉线进而告警。此时应核查各子钟编码,找出重复编码的子钟并重新编码、拨码,保证每个子钟都拥有独立的编码并与网管系统内录入一致。应注意的是,子钟重新拨码前应提前断电,以保证子钟芯片安全。

  5针对时钟系统常见故障问题的建议

  在地铁运营后,会遇到各种故障问题,而通过对这些已建成线路设备设施的运营使用情况以及故障问题做梳理和总结,可以为今后新工程、新线路的施工建设及管理留下更好的经验。而对于地铁通信工程时钟系统,结合上述常见的故障问题可提出以下几点建议:

  (1)施工方面的建议。①网线的连接。可以发现大部分故障都源于网线连接,这说明了其在时钟系统施工过程中的重要性。所以在施工过程中,应采用高品质的网线,避免在施工中网线断裂。在网线两头都要做好标记,黏贴机打标签,设立台账,以便今后的维护。如发现网线的RJ45接头上的锁紧卡扣折断,应立即更换该水晶头。有金属线露出部分用绝缘胶布包裹,以免短路。尤其应注意网线收发的线序,避免接错位置。②电源线的连接。电源线线缆连接必须可靠、安全,所有接头需可靠连接、无松动,有金属线露出部分用绝缘胶布包裹,以免短路。

  ③应尽量避免母钟到子钟之间线路过长,传输距离应小于1000米。如需要长距离传输,应在终端添加匹配电阻以保证线路稳定。④连线资料的记录。将所有连线的资料整理成台账,清晰地标明每根线的用途及连接方式,以便今后的维护和运营管理。⑤正确拨码并标记。在安装子钟前可以按车站加数字序号的方式给每一个子钟做标记、贴标签,并按照数字序号正确拨码,保证子钟按照规划安装在指定位置并形成台账,方便网管系统监控以及日后的维护和运营。

  (2)管理方面的建议。①针对故障发生较高的问题,可利用鱼骨图,将其进行分类。针对相关问题总结应对措施并吸取相关经验,在今后的施工中对相关设备的可靠性和功能要求进行合理要求。②在图纸会审阶段应注意核查施工图是否合理,例如子钟距母钟距离是否过长,从而导致子钟掉线的问题。如需要长距离传输,应在终端添加匹配电阻以保证线路稳定。③在施工图图纸交底时,要对关键的施工工艺提出严格要求,实行责任制,尽量减少或避免因施工问题造成的故障。④对于某个施工难度大、技术要求高的工序,应设置质检员并由有经验的工人监督指导,便于重点控制施工材料的质量以及操作人员的施工工艺水平。⑤若发生质量通病现象,应及时归纳总结,找出问题原因。通过会议、演示等形式纠正错误,保证今后的施工质量。同时当遇到新工艺、新设备、新技术、新材料时,要及时培训,确保能满足工程对工期、质量的要求。

  6结语

  时钟系统虽然是一个小系统,组网结构相对简单,但是其在地铁系统中扮演的角色却十分重要。通过归纳总结时钟系统常见的故障问题,并分析给出应对措施和建议,提前做好预防准备,使时钟系统可以达到稳定可靠的性能,更好的为工作人员及乘客提供精准的时间服务,进一步提高城市地铁的服务水平。

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  作者:任晨迪