时钟与ATS系统通信协议和信息码格式

ATS2000电网时间同步系统使用说明书上海宽域工业网络设备有限公司二○一一年三月一、时间同步系统简介 (1)二、遵循的主要标准 (1)三、时间同步系统主要技术指标 (2)四、产品选型指南 (3)4.1 基本配置 (3)4.2 时标信号插件板 (3)五、主时钟使用方法 (4)5.1安装尺寸 (4)5.2 装置前面板指示灯及按键说明 (4)5.2.1 主时钟前面板如下图： (4)5.2.2 主时钟工作状态LED指示 (5)5.2.3 按键说明 (6)5.2.4 按键操作 (6)5.3 主时钟背板示意图及各插件板说明 (9)5.3.1 电源板 (9)5.3.2 告警板 (10)5.3.3 CPU板 (10)5.3.4 TTL电平输出板 (10)5.3.5 OC输出板 (11)5.3.6 RS232板 (11)5.3.7 RS485板 (11)5.3.8 PTP板 (12)5.3.9 GPS时钟源输入板（B码和天线输入） (12)5.3.10 BD时钟源输入板（B码和天线输入） (13)5.3.11 IRIG-BDC-FIBER ST(820nm)板 (14)5.3.12 IRIG-BDC-FIBER SC(1310nm)板 (14)5.3.13 IRIG-BAC 输出板 (14)六、从时钟使用方法 (15)6.1 从时钟外观 (15)6.2 从时钟安装尺寸 (15)6.3 从时钟前面板指示灯及按键说明 (15)6.3.1 从时钟前面板 (15)6.3.2从时钟工作状态LED指示 (15)6.3.3从时钟按键说明 (15)6.4 从时钟背板示意图及接线说明 (15)七、扩展插件 (15)八、A TS2000管理软件 (15)8.1 软件适用范围 (15)8.2 软件版本 (15)8.3 软件的安装 (16)8.4 执行管理软件 (16)8.5通过网络管理ATS2000系列主时钟 (17)8.6主界面下登记局和登记站 (17)8.7文件 (18)8.8基本功能 (19)8.8.1 搜索装置 (19)8.8.2激活装置 (19)8.8.3复位装置 (20)8.8.4 查看装置工作状态 (20)8.8.5设置驯服参数 (21)8.9参数管理 (21)8.9.1网络基本参数 (22)8.9.2 UDP参数设置 (23)8.9.3 串口参数设置 (24)8.9.4输出报文格式和内容设置 (25)8.9.5同步失步时处理方式 (26)8.9.6脉冲设置 (27)8.9.7 IRIG码设置 (27)8.9.8 PTP设置 (28)8.9.9测量值设置 (29)8.9.10输入时钟源定义 (29)8.9.11本地定位参数设置 (30)8.9.12告警设置 (31)8.9.13维护信息 (32)8.9.14 时钟源补偿参数设置 (33)8.9.15 采用卫星当前定位信息作为本地定位参数 (33)8.9.16 所有设置恢复出厂默认值 (34)8.10系统设置 (34)8.11日志管理 (34)8.12启动查询和暂停查询 (35)九、技术方案 (36)9.1 110KV基建专案 (36)9.2 110KV改造项目 (36)9.3 220KV基建专案 (37)9.4 220KV改造项目 (38)9.5 330KV及以上基建项目 (39)一、时间同步系统简介ATS2000电网时间同步系统是上海宽域工业网络设备有限公司专为电力系统时间同步网提供的高精度、高可靠性的时间同步设备；可以接收卫星（GPS、北斗星）时间信号、外部IRIG-B码信号，并采用FPGA完成先进的“时间驯服算法”，由高精度的卫星脉冲对本地晶振进行驯服，从而实现高精度的守时功能。

2.GPS时钟的特点
采用以GPS为母钟的时钟系统可以为城市轨道交通系统运 营提供统一的时钟系统，精确度高，系统可自动校时，无 需人工操作。
3.城市轨道交通时钟系统功能
(1)显示统一的标准时间信息 场的指针式和数字式子钟显示，为乘客和工作人员提供包括 年、月、日、星期、时、分、秒等的准确时间信息。 (2)向其他系统提供标准时间信号 时钟子系统在控制中心可向其它通信子系统、ATS自动信号 系统、SCADA电力监控系统、FAS防灾报警系统、AFC自动 售检票系统等相关系统设备提供准确、统一的时间信息，在 全线执行统一的定时标准，为轨道交通行车指挥、列车运行、 设备管理提供时间基准，确保通信系统以及其它重要控制系 统协调同步。
1.GPS时钟的实现
时钟系统一般采用GPS（Globe Position System，全球卫星定位 系统，简称GPS）标准时间信息，GPS接收模块示意图如图所示。
GPS接收模块的示意图
GPS接收模块通过接收天线接收到GPS卫星信号，然后将卫星信号传送给 微处理器计算出标准时钟，并将此时钟信息显示在液晶显示面板上，同时 也可以通过外部接口传送给外部设备。
4.城市轨道交通时钟系统组成
（3）二级母钟 二级母钟设置在各车站及车辆段、停车场等需要提取时钟的场 所，用于控制所属子钟运行，其系统结构如图所示。
车站二级母钟系统结构图
4.城市轨道交通时钟系统组成
（4）子钟 子钟一般设置在车站的站台、站厅及办公场所等，分为数字子 钟和指针子钟，其如图所示。
子钟示意图
5.城市轨道交通时钟系统组网模式
（1）时钟系统单独组网模式 城市轨道交通中的时钟系统一般采用控制中心/车站两级组网方 式，如上面所介绍：一级母钟接收来自GPS的标准时间信号校 正本身晶振，产生稳定的标准时间信号，通过传输系统传给车 站、车辆段、停车场等的二级母钟。二级母钟接收一级母钟标 准时间信号，校正本身晶振，产生稳定标准时间信号，驱动所 带全部子钟显示统一时间，为乘客和工作人员提供统一时间。

沈阳地铁1号线信号ATS子系统浅析摘要：ATS系统以称为现代轨道交通系统的发展核心，在保证安全的前提下，最大限度的提高运营效率，本文以沈阳地铁1号线信号ATS系统为例，介绍ATS 系统的组成结构、工作原理及系统功能。

关键词：ATS系统；CBTC系统；服务器；工作站目前城市发展迅速，现代城市轨道交通系统要求载客能力大，运输效率高，为了在保证安全的前提下，实现信号系统的自动控制，最大限度的缩短运行间隔，提高运行效率，各信号系统集成商先后开发了基于计算机应用的智能化信号自动控制系统-列车自动监控系统（Automatic Train Supervision System），满足运营需求。

列车自动监控系统已成为城市轨道交通系统的运营核心，实现设备的集中控制，既有利于行车组织的全线统筹和整体调控，还能最大限度的降低操作人员工作强度，安全有效的提高系统运行效率。

1 ATS系统概述列车自动监控系统（ATS系统）是列车自动控制系统（ATC系统）一个子系统，实现对列车运行的监督和控制，辅助调度人员对全线列车进行管理，对提高行车效率起着重要作用。

其主要功能包括：全线列车运行状态的集中监视与控制，列车车次号、目的地码的设置，时刻表编辑、生成、加载、在线修改，列车实际运行轨迹记录，列车运行间隔、早晚点自动调节，根据行车计划自动控制全线轨旁信号设备，全线列车运行数据、设备运行状态、操作人员操作的自动记录并生成报表，以及现场数据回放记录，ATS系统模拟操作等。

[1]沈阳地铁1号线信号系统采用浙大网新公司基于CBTC模式集成研发的系统，信号ATS系统采用美国安萨尔多公司研制的核心软件，并由浙大网新进行后期处理，采用成熟的基于32位因特尔架构的、可靠的Linux平台,如图1所示，为ATS设备显示的站场图界面。

2 ATS系统结构沈阳地铁1号线ATS系统主要由控制中心设备、集中站设备、非集中站设备、车辆段设备和试车线设备组成，为了保证系统的稳定性和可靠性，信号系统采用冗余的数据传输子系统（DCS系统），ATS系统可实现以太网冗余、服务器冗余、车站工作站冗余、软件冗余。

ATS系统的通信协议与接口ATS（Automatic Transfer Switch）系统是一种自动转换开关系统，可以实现电力系统在主要电源出现故障的情况下自动切换至备用电源，以确保电力系统的稳定运行。

其中，ATS系统的通信协议与接口的设计和选择显得尤为重要。

一、ATS系统通信协议设计ATS系统通信协议设计必须考虑系统的安全性、稳定性和可靠性。

对于ATS系统而言，通信协议的设计应满足以下要求：1. 支持数据传输的可靠性和安全性。

由于ATS系统用于保障电力系统的稳定运行，因此通信协议设计中必须确保数据传输的可靠性和安全性，防止数据被恶意篡改或攻击。

2. 支持数据实时性。

在ATS系统的运行过程中，数据的实时性非常重要。

通信协议的设计必须考虑到数据的实时性，保证数据及时得以传输。

3. 支持标准化。

在通信协议的设计中，应该采用通用的标准化协议，以方便后期的维护和升级。

二、ATS系统通信接口的选择在ATS系统的通信接口选择方面，应该根据实际需要和系统的特点来进行选择。

常见的ATS系统通信接口包括以下几种：1. RS485接口。

RS485接口是一种串行通信协议，具有长距离、高速率和可靠性的优势。

在ATS系统的通信接口设计中，RS485接口可以满足数据高速率传输和长距离传输的需求。

2. Modbus协议。

Modbus协议是一种通用的串行通信协议，可以实现不同设备之间的通信。

在ATS系统的通信接口设计中，选择Modbus协议可以提高设备的兼容性和灵活性。

3. CAN总线接口。

CAN总线接口是一种广泛应用于现代工业控制领域的通信接口，具有高速率、可靠性和灵活性的优点。

在ATS系统的通信接口设计中，选择CAN总线接口可以实现数据的高速率传输和多设备之间的通信。

4. TCP/IP协议。

TCP/IP协议是一种广泛应用于网络通信领域的协议，可以实现设备间的远程通信。

在ATS系统的通信接口设计中，选择TCP/IP协议可以实现远程监控和控制。