城市轨道交通通信系统-有线通信

城市轨道交通通信系统第二章有线通信第1节传输系统目录CONTENTS01城市轨道交通传输系统的分类02SDH技术的基本原理03SDH技术的传输设备一、传输系统的分类目前适用于城市轨道交通的传输技术主要有以时分复用（TDM）为基础的同步数字体系(SDH）技术、以统计复用为基础的异步转移模式（ATM）技术和开放式信息传输网络(OTN）技术，以及将两种技术相融合而衍生出来的基于SDH的多业务传送平台（MSTP)和MSTP内嵌弹性分组环等技术。SDH技术的基本原理1.SDH技术(1)SDH基本原理SDH是20世纪90年代初走向商用的同步数字传输体系标准。它基于TDM传输原理,有非常成熟的ITU-T标准和产品，其可用性、可靠性、通用性都很强，是现代电信传输网的基础。并且技术先进，具有标准光接口、强大网络管理能力和灵活分插支路（同步复用)的能力;组网灵活，可组成点对点、链型、环型等不同拓扑结构;扩容能力强;网络可靠,具有MSP、通道保护、自愈环等保护手段;支持IP业务的传输，传送效率高。在通信系统中有成熟的应用及良好的业务支持。SDH是由一些具有标准接口的网络单元组成，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。SDH特别适宜于构成线型通信网和环型通信网。在SDH中用单一的分插复用器（ADM）替代PDH系统中众多的复接/分接器和光端机，如图所示。SDH技术的基本原理(2)SDH传输设备SDH传输设备（SDH网元)包括:SDH终端复用设备、SDH分插复用设备、数字交叉连接设备。SDH技术的传输设备SDH终端复用设备用于SDH链路的终端部分，具有复用解复用功能、保护功能，并提供网管接口。SDH分插复用设备串接在SDH链路中，可从过路的SDH信号中，分插沿途城市轨道交通车站所需的支路信号，除了具有SDH终端复用设备的复用解复用功能、保护功能、网管接口外，还具有数字交叉连接功能。数字交叉连接设备可以看成是计算机软件（网管软件）控制的数字配线架。与人工配线架不同处在于数字交叉连接设备具有复用、解复用功能。SDH技术的传输设备《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第2节OTN技术一、OTN技术的基本概念OTN是面向专网应用的开放传输网络，是使用光纤传输技术的同步专网，专门为工厂、校园、城市交通系统等小型、封闭的局域网而开发的。它基于TDM传输体制，采用时分复用技术，属于同步传输体系。其帧结构与传统的SDH不同，和SDH相比，具有设备简单、体积小、网络可靠、性能稳定、组网灵活等特点，可组成不同的拓扑结构，扩容方便，同时价格也在不断下降，能完全满足轨道交通各种信息传输的要求，在国内早期的轨道交通工程中应用较多。OTN技术的局限性但OTN采用的是生产商企业内部规范，是非标准的系统，其传输制式无统一的国际标准,存在技术的特有性、厂商的唯一性和国产化等问题，对于系统扩展有一定的影响。OTN由OTN节点机和光纤环路构成,如图所示。OTN节点机是一种光电合一、接入和传输融为一体的综合通信设备。它可提供多种信息接口,可直接接入电话机、数据终端设备(如PC机)、影像设备（如摄像机、显示器)，还可与交换机用户电路或2Mbps口连接。各种接口板类型和数量可根据网络组成的需要灵活配置。OTN节点机配置两套光收发器（OTR)，用来进行光/电和电/光转换。两套光收发器分别与两个光纤环路连接。OTN采用了双光纤环路结构，具有自愈能力。单个节点故障或某处光缆被切断，不会影响整个系统的工作。整个OTN设置一个网络监控中心，可接在网中任何一台节点机上。通过网络监控中心对网中各节点机的所有接口实现统一管理,并能监视全网的运行状态,保证网络的正常运行。《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第4节MSTP技术1.MSTP技术的基本概念基于SDH的多业务传送平台(Multi-ServiceTransferPlatform,MSTP)是指基于SDH平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统-网管的多业务节点。基于SDH的MSTP是对传统的SDH设备进行改进，在SDH帧格式中提供不同颗粒的多种业务、多种协议的接入、汇聚和传输能力。MSTP技术在传输网中的重要性MSTP是目前城域传输网最主要的实现方式之一。MSTP可以将传统的SDH复用器、数字交叉连接设备、网络交换机和IP边缘路由器等多个独立的设备集成一个网络设备，即通过基于SDH技术的MSTP,进行统--控制和管理。MSTP不但能够完成传统TDM业务的传输，而且能够接入ATM、以太网等分组业务，实现链路层的桥接和交换功能，完成数据业务的接人和传输。MPLS工作原理MPLS技术改变了数据包转发的方式，它通过在每一个节点(LSR)处的标记交换来实现包的转发。它为进入通信网络中的IP数据包分配标记，并通过对标记的交换来实现IP数据包的转发。标记作为IP包头在网络中的替代品而存在，在网络内部，MPLS在数据包所经过的路径沿途通过交换标记来实现转发;当数据包要退出MPLS网络时，数据包被解开封装，继续按照IP数据包的路由方式到达目的地。多业务传输平台(MSTP)的技术特点①继承了SDH技术的诸多优点，例如良好的网络保护倒换性能、对TDM业务较好的支持能力等。②支持多种协议。③支持WDM扩展。④提供集成的数字交叉连接交换。⑤支持动态带宽分配。⑥链路的高效建立能力。⑦提供综合网络管理功能。⑧支持多种以太网业务类型。⑨MSTP技术是一种骨干网建设技术，同时MSTP技术可以应用到网络的核心层、汇聚层和接入层。《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第3节ATM技术ATM技术的基本概念ATM是一种基于统计复用、面向连接机制的快速分组交换技术。ATM中的“转移模式”是一种传输模式（即传递方式)，是指在通信网中传输、复用和交换的方式，即“转移”包括传输、复用、交换三重概念。“异步”是指用户传送的信息不固定地占用某个信道，而是动态地占用信道，使网络资源得到最大限度的利用。ATM技术的基本原理在ATM网络中，信息被划分成信元，并以信元为单位进行传输、复用与交换。信元就是分组，具有的固定长度，包括信头和信息段。信头主要是表示信元去向的逻辑地址。信息段载荷来自各种不同业务的用户信息。ATM采用异步时分复用方式，来自各种不同信息源的信元汇集到一起，排队，按输出次序复用在传输线路上，信息只按信头中的标志来区分。ATM网络结构示意图如图所示，由ATM交换、传输、复用/分用、ATM业务终端等部分组成。ATM技术的优势——ATM技术融合了面向连接、统计复用两者的优点，是话音、数据、视频、IP等各种业务传输、复用和交换的理想传输方式，其灵活的宽带分配策略能满足当前和未来的需求。ATM技术及其本身的一些特性正好适合城市轨道交通领域的通信系统。作为一种宽带综合业务数字网通信系统,ATM技术既解决了SDH系统的业务综合能力，又避免了OTN系统由于非标准而造成在系统扩展上的局限性，它以综合的方式处理话音、数据、图形和视频信息，为系统提供更大的容量和综合业务，技术非常先进，也符合将来发展趋势。ATM技术的不足——因ATM信元的净负荷字节数受限，故P包在ATM子网中传输时需要重新打包，降低了传输效率。与IP技术相比较，ATM业务不能到桌面，需要配置ATM接入交换机。同时由于ATM技术复杂，其设备价格高昂，缺乏市场驱动能力，从而制约了ATM技术的发展。《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第5节公务电话子系统1.公务电话子系统的基本概念公务电话子系统是为地铁工作人员提供内部及外部公务通信而设立的。公务电话子系统采用了数字程控电话设备与市内公告电话网相连，实现了地铁内部对外通话。区间自动电话同时纳人公务电话系统与专用调度电话系统，为地铁区间作业人员提供电话通信。公务电话子系统主要系统功能1.电话交换功能城市轨道交通内部用户之间的呼叫交换。2.非话业务功能非话业务包括电路数据业务/传真业务等，并能识别非话业务。3.计费功能对各种业务进行计费。4.程控新业务为用户提供多种程控新业务服务，如多方会议、三方通话、呼叫转移、呼叫等待、缩位拨号、预先录音通话等。5.编号根据用户的需要，可将公务电话内部用户的电话号码进行统一的编排，城市轨道交通前期的编号大多为4位，但随着程控网络的不断扩大，4位号码不能满足电话容量的发展，现在程控电话网的编号已经由4位升级到5位，甚至6位。6.与市话网的连接城市轨道交通公务电话网是--个独立的电话网，为了与外部进行通话，公务电话网需与市话网络相连。7.特种功能114查号，程控电话设立114电话自动查号台，该自动查号台采用计算机查号，负责地铁内部各单位的电话查阅工作;112故障台，即为提高通话质量、快速处理用户申告，设立112故障申告台。同时，根据运营的需要，还设立119火警台、120急救台和110报警台等。公务电话子系统主要系统功能公务电话子系统设备数字程控交换机是公务电话子系统的核心，其主要任务是实现用户之间通话的接续。数字程控交换机在硬件上采用全模块化结构，软件上采用高级语言，具有多种为数据交换和连接而设计的系统软件，功能强大。数字程控交换机结构数字程控交换机由话路设备和程控设备两大部分组成。话路设备主要包括各种接口电路(如用户线接口和中继线接口电路等)和交换(或接续)网络；程控设备主要包括中央处理器(CPU)、存储器和输入/输出设备。《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第6节调度电话子系统调度电话子系统的基本概念调度电话手系统是控制中心调度员组织,指挥所管辖范围内车站值班员而设置的一种专用通信系统。在城轨中设置有行车、电力、环控(防灾),维修等多个调度网,各调度网内的调度员与下属值班人员可进行直达通信,下达调度、指挥命令。在城轨建立专用调度网是城轨安全,准时,快捷的必要保障措施。因此,必须迅速、可靠地直接接续调度电话,不应该接入与本系统业务无关的电话。城轨调度电话子系统的功能需求对城轨调度电话子系统最基本的功能需求为:各调度台能快速地单独、分组或全部呼出所属分机,下达调度命令;各调度分机摘机就可呼叫对应的调度台。城轨调度电话子条统包括调度机、调度台和调度分机三部分,并通过城轨传输系统或通信电缆连接组成。城轨调度电话子系统的组成程控数字调度机的硬件部分与程控数字交换机类同。某些公司生产的程控数字交换机更换软件后全部或部分可作调度机使用,这种设备可称为调度交换机。由于所采用的软件不同,调度机与交换机在功能方面具有很大的区别。调度机的基本功能除上所述调度系统的基本功能外,还有以下功能:①虚拟调度网②电话会议功能③组网能力④录音功能⑤调度机集中维护和网管1.调度机调度台可分为传统的按键式调度台和基于PC机(屏幕)的软调度台两大类。(1）按键式调度台传统的按键式调度台能保护调度员视力且操作方便。(2)基于PC机(屏幕)的软调度台在PC机中加入调度台应用软件,外接微音器、扬声器和电话手柄组成软调度台。软调度台分为触摸屏调度台和鼠标调度台二种调度台。软调度台改进软件与增加摄像头可以组成多媒体调度台,提供可视调度通话。2.调度台调度分机通常采用普通话机或数字话机。亦有专用的调度终端具有调度终端与会议终端的双重功能。其会议终端内置功放,配有话简与扬声器接口,并加人防止声反馈引起啸叫的技术措施。3.调度分机《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第6节调度电话子系统调度电话子系统的基本概念调度电话手系统是控制中心调度员组织,指挥所管辖范围内车站值班员而设置的一种专用通信系统。在城轨中设置有行车、电力、环控(防灾),维修等多个调度网,各调度网内的调度员与下属值班人员可进行直达通信,下达调度、指挥命令。在城轨建立专用调度网是城轨安全,准时,快捷的必要保障措施。因此,必须迅速、可靠地直接接续调度电话,不应该接入与本系统业务无关的电话。城轨调度电话子系统的功能需求对城轨调度电话子系统最基本的功能需求为:各调度台能快速地单独、分组或全部呼出所属分机,下达调度命令;各调度分机摘机就可呼叫对应的调度台。城轨调度电话子条统包括调度机、调度台和调度分机三部分,并通过城轨传输系统或通信电缆连接组成。城轨调度电话子系统的组成程控数字调度机的硬件部分与程控数字交换机类同。某些公司生产的程控数字交换机更换软件后全部或部分可作调度机使用,这种设备可称为调度交换机。由于所采用的软件不同,调度机与交换机在功能方面具有很大的区别。调度机的基本功能除上所述调度系统的基本功能外,还有以下功能:①虚拟调度网②电话会议功能③组网能力④录音功能⑤调度机集中维护和网管1.调度机调度台可分为传统的按键式调度台和基于PC机(屏幕)的软调度台两大类。(1）按键式调度台传统的按键式调度台能保护调度员视力且操作方便。(2)基于PC机(屏幕)的软调度台在PC机中加入调度台应用软件,外接微音器、扬声器和电话手柄组成软调度台。软调度台分为触摸屏调度台和鼠标调度台二种调度台。软调度台改进软件与增加摄像头可以组成多媒体调度台,提供可视调度通话。2.调度台调度分机通常采用普通话机或数字话机。亦有专用的调度终端具有调度终端与会议终端的双重功能。其会议终端内置功放,配有话简与扬声器接口,并加人防止声反馈引起啸叫的技术措施。3.调度分机《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第8节站间和轨旁电话子系统站间电话子系统的基本概念站间行车电话是供相邻两车站值班员之间联系有关行车事务的直通电话，即行车电话机双方的任何一方摘机即可与对方通话。这种直通电话终端设备可独立设置，也可利用车站交换机的双向热线电话功能来实现。站间行车电话通话范围是局限于两个车站值班员之间，一般不允许越站通话。站间电话子系统的结构站间行车电话通过城市轨道交通专用传输通道与PCM接口架所构成的模拟话音通道互连;同时，利用隧道中多芯市话电缆的一对芯线作为备用通道。轨旁电话（即区间电话、隧道电话)，安装在隧道内或地面、高架线路旁。它是为系统运营和维护及应急需要设置，是列车司机和维修人员在紧急情况下及时联系车站及相关部门的一种手段。轨旁电话由轨旁电缆连接于站内交换机，通过站内电话子系统连接邻站的车站值班台或接入公务电话网，为隧道内、地面、高架线路旁的维修人员和紧急情况下的列车司机提供通信服务。轨旁电话子系统的定义和作用轨旁电话--般通过轨旁电缆连至最近的车站交换机，通常以区间中心为分界点，两边的轨旁电话分别连接左、右车站的车站交换机。考虑其使用的特殊性，一般每隔150～200m(地面或高架线路每隔200~500m）通过分支电缆安装一台轨旁电话，3～4部轨旁电话机可并接使用同一号码，并且用多部电话交叉配置的方式以增加可靠性。轨旁电话子系统的分布结构轨旁电话需要具有防尘、抗冲击、防潮、防鼠噬、防雷击（专指地面轨旁电话）等特性。轨旁电话还可同时接站内电话和公务电话，通过插座或开关实现站内电话与公务电话间的号码转换。轨旁电话子系统的特点《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第9节广播系统广播系统的主要作用广播系统为乘客及工作人员提供语音信息播报服务，它是城轨交通运营行车组织的必要手段。①对乘客广播:通知列车到达、离站、线路换乘、时刻表的变更、列车误点、安全状况、播放音乐及改善候车环境，其广播范围包括站厅、站台、列车车厢等;②防灾广播:突发或紧急情况时，组织指挥事故抢险，提高应急响应能力;③对运营人员广播:发布有关通知消息，协同配合生产，广播范围包括办公区、站台、站厅、运用库、段内道岔群附近和人行道等。广播系统由控制中心和车站中心两级组成，正常情况下以车站广播为主;事故抢险及组织指挥时，以控制中心防灾广播为主。为了运营防灾的需要，控制中心环控调度员有最高优先权。在优先级上，由高至低依次是:环控调度、行车调度、维修调度;控制中心调度员高于车站值班员，站长广播台高于站台广播员。广播系统主要由控制中心广播、车站广播和车辆段广播组成。中心广播台设置在控制中心，具有语音和信号等控制能力，供环控调度、行车调度、维修调度等使用。在紧急情况下，调度人员可对中心和车站任何区域广播;站长广播台设于车站控制室，有语音、信号及各种控制功能，有人工广播、线路广播、预存广播，车站值班员可对站台、站厅、办公区广播;站台广播设于站台中部的墙上，每个站台一个，对站台定向广播;轨旁广播设于车辆段或地面站轨道沿线，对检修区域定向广播。广播系统的组成车站播音台配有播音区域选择键盘和送话器，在通信室还设有前置发大器、功放及控制接口单元等设备。车站的控制键按下后，相应的选择信号，经控制和接口单元，使被选择区域的广播电路接通，并使控制中心来的播音信号中断，也即车站播音台对本站的播音具有优先权。在固定区域，可以根据列车运行实现自动广播。车站播音在控制中心设有列车调度、电力调度和防灾调度三个播音台，三个播音台之间互锁，即只允许一个播音台播音。三个播音台分别配有广播区域选择键盘和送话器。选择控制信号，经控制与接口单元通过PCM信道将其送至车站的控制单元，并显示在相应的播音台上。控制中心播音《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第11节闭路电视监控系统闭路电视监控系统的基本概念闭路电视监控系统(closedcircuitTV，CCTV）是城市轨道交通运营、管理、调度的配套设备，使各工种的管理和调度人员能实时地看到现场情况，并可以根据实际情况进行判断，下达调度、指挥命令。闭路电视监控系统能为控制中心调度管理人员、车站值班员、列车驾驶员及站台工作人员等所辖车站的站厅、站台、出人口、机房等主要区域提供实时视频监控服务,以确保城市轨道交通系统正常安全地运行。闭路电视监控系统的主要作用①向调度中心一级行车人员(行车调度员、环控调度员、电力调度员、值班主任等)提供各站台区行车情况和站厅区乘客流向的图像信息;②向车站行车值班员提供本站列车停靠、起动、车门开闭，以及售票机、闸机出人口等处的现场实时图像信息;③向列车驾驶员和站台工作人员提供相应站台乘客上、下列车的图像信息。典型的城市轨道交通闭路电视监控系统包括摄像装置、传输部分、控制部分、监视部分等。闭路电视监控系统的组成城市轨道交通闭路电视监控系统采用了车站和控制中心两级相互独立的监控方式。平时以车站值班员控制为主进行视频监控，控制中心调度员可任意查看各车站的任意一个摄像头的监控画面。在紧急情况下，可以切换为以控制中心调度员控制为主进行视频监控。在一个城市有多条城市轨道交通线路的情况下，上层的线网管理中心可以设置线网闭路电视监控中心，根据需要调取各线路的监控画面，从而形成车站、控制中心和线网管理中心的三级视频监控系统。出于安全与事故取证的要求，车站和控制中心还应具有录像功能。闭路电视监控系统的组成《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第12节CCTV系统结构原理闭路电视监控（CCTV）系统的作用闭路电视监控子系统是安全技术防范中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统。它可以通过摄像机及其辅助设备（镜头、云台等）直接观察被监视场所的一切情况，可以把被监视场所的图像内容、声音内容同时传送到监控中心，使得被监视场所的情况一目了然。闭路电视监控子系统的另一个特点是可以把被监视场所的图像及声音全部或部分记录下来，为日后某些事件的处理提供方便条件及重要依据。闭路电视监控系统的结构城市轨道交通系统闭路电视监控子系统分为控制电视监控中心设备和车站电视监控设备两部分。1.控制中心电视监控设备在调度控制中心的总调度台、列车调度台、环控调度台均设置有控制键盘和监视器。调度员通过键盘来选择所需了解的某个监视部位，通过监视器来观察了解该部位的现场实况。将各车站送来的图像接入图像切换开关单元的输入端，输出则直接或间接地连通调度用监视器、磁带录像机、通信维护用监视器等设备。在控制中心的通信机房内，除了设有通信维护用监视器之外，还配备了相应的控制盘,供通信维护人员使用。2.车站电视监控设备车站内设有若干台监视摄像机，按需要分别安装在站台层和站厅层。设在站台层的摄像机主要拍摄上下行站台的始末端。站厅层的摄像机则配备有自动云台，可以上下左右偏转进行摄像。在车站值班室、副值班室内设置监视器和控制键盘，可以对站厅摄像机及图像切换开关单元进行控制，供值班员选择所希望看到的监控部位的图像。闭路电视监控系统的结构对于车站较多的轨道交通系统来说，并非每个车站发出的四幅图像都可同时进入控制中心的控制与接口单元，而是仅有三个车站可向中心发出其各自的四幅图像。这时，将由调度员通过选择键来决定。为了便于识别，每个车站都备有图像字符发生器，用来产生该站的识别字符、图像记录日期和时间。车站值班员、调度员、维修人员均可以通过键盘选择所需监视部位的图像。而且不仅是指选出一幅图像并使之固定地显示在监视器上，还可通过预先编程的方式提供对众多输入图像进行自动扫描显示功能，扫描顺序可预先编程，也可按键选择，图像切换开关单元具有调节图像停顿时间的功能，以便在0~90s内进行调节。闭路电视监控系统的运行原理《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第13节时钟系统简介时钟系统的基本概念城市轨道交通系统整个网路的运行需要各部门在统一的时间基准下紧密配合,时钟子系统就是向全运行网络提供统一的时间基准的系统﹐因此必须具备高度的可靠性、准确性和各站点的统一性。城市轨道交通时钟系统获得标准时间的方式一般采用GPS授时系统。一级母钟以及GPS授时系统安装于地铁控制中心通信设备室，二级母钟安装在各车站及车辆段通信设备室，子钟则根据需要安装在工作场所，站厅、站台等地供工作人员和旅客使用。时钟系统功能及特点时钟系统在控制中心向全线系统提供准确、统一的时间信息，使全线执行统一的定时标准。它为地铁行车指挥、列车运行、设备管理提供统一的时间基准，确保通信系统以及其他重要控制系统协调同步。因此，时钟系统具有精确度高、可靠性高、组网灵活、操作简单及维护方便等特点。具体特点有以下这些。1．安全可靠母钟是整个时间系统的中枢部分，其工作的稳定性在很大程度上决定了整个系统的可靠性，因此要充分考虑其功能的实现与可靠性等综合因素，将控制中心及车站母钟关键部位采用双重热备份，当主单元发生故障时，能够自动切换到备用单元，实现主备单元之间的自动转换。2．组网灵活时钟系统采用分布式结构，通过计算机进行集散式控制，这样既便于用户按照自己的需要灵活配置，又可以保证在以后的工程中很方便地对本系统进行扩容。二级母钟可独立于中心母钟，单独控制所属子钟。当系统的某一部分发生故障时，整个系统仍能正常运行。3．维护方便时钟系统的关键部位采用模块单元插接结构及标准元器件，相同规格的设备与部件之间具有可互换性，维护方便。主单元采用可带电插拔式板卡结构，系统功能构成紧凑。4．抗干扰性强在地铁时钟系统设计中采用抗电磁、抗电气干扰的设备和电缆，并采取了必要的防护措施；在时钟系统设备与其他子系统的接口设计中都采取了有效的防高压、防静电隔离措施，即防止了其他系统带来的电磁干扰，同时也不会对其他系统造成电磁辐射污染。5．扩容空间时钟系统在校准手段、中心接口、车站子钟驱动接口等处均留有较大扩展余地，以备将来线路延伸扩容和升级。6．美观性因时钟显示面向乘客，所以在美观、与周围环境的和谐等方面，各地铁车站选用子钟的形状多种多样，数显式发光也丰富多彩。为保证有效的视觉效果，通常采用高亮度的LED数码管，并能够根据环境亮度进行调整,令人耳目一新。《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第14节地铁时钟系统结构时钟系统的发展趋势随着地铁建设范围的扩大以及时代的发展，对地铁时钟系统的要求也在不断提高，采用先进的时钟技术及优质的产品，是地铁系统关注的重点之一。1．系统的扩展性增加相应的中心编码模块，可实现为中心母钟增加新类型的接口标准;母钟接口的数量及类型扩充，可以在不改变硬件设备的条件下，对计算机监测软件稍作修改来实现。2．设备的易维护性采用单元模块式和电路插板式相结合的设备结构，便于安装维护，便于互换和扩容。3．指针分控技术指针式子钟采用三个指针分控技术，安装和使用都摆脱了传统指针钟表的局限性，不用手调，不存在追时现象，通电初始化后可快速完成自动校准。4．监控技术网管中心的计算机监测管理系统既可以对中心设备关键节点参数进行高精度数据采集和分析，还可以实时对各车站所有设备回传的数据进行监控，及时修正由于网络延时的漂移对二级母钟的精度影响，同时利用GPS信号高精度的特点，定期检验和校准高稳晶振的频率,可以保证系统运行精度要求，不需送交计量部门进行校验。5．监测技术车站时钟设备设有系统监测数据传输接口，可利用便携式管理维护终端，实施对全线设备的管理。在控制中心的网管终端，可通过外置Modem接入Internet，进行远程维护和监测。地铁时钟系统由控制中心及车站/车辆段两级组成。控制中心设备与各车站间的信息传递由光传输系统提供的数据通道来实现,采用共线方式，异步低速接口。时钟信号通过控制中心的中心信号分配器将提供给ATC、电话系统、电力监控系统、防灾系统、环境监控系统、广播系统、无线、传输系统、电话系统、监控系统等，系统总体结构如图所示。地铁时钟系统结构《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第15节时钟系统的控制中心设备控制中心设备的主体结构控制中心设备包括中心工作时钟单元，即中心母钟、标准时间信号接收单元、中心接口单元（包括中心信号分配器和中心传输接口)，网管终端等。1．中心母钟中心母钟作为整个时钟系统的基础主时钟,能够接收来自标准时间信号接收单元的信号,进行时间的校准，避免产生累计误差，同时中心一级母钟提供严格同步的时钟码，能够定时将校准后的时标信号，通过接口分配给各车站及车辆段的二级母钟以及其他需要标准时间的系统以作为各系统的时钟同步信号，使其按统一的时间标准运行。中心母钟包括主备用高稳定度工作时钟模块、信号切换模块等。2．中心接口单元中心信号分配器接收中心母钟产生的时钟码信号，进行分配放大，产生多路标准接口信号后分配输出，提供给地铁各相关系统时钟同步信号。除提供各系统的输出接口外，还将预留备用的输出接口。3．标准时间信号接收系统标准时间信号接收系统为中心母钟系统提供高精度的时间基准，以实现时间系统的无累积误差运行。GPS和CCTV接收模块都是全自动工作的，不用设置和操作。在GPS信号正常的情况下，控制中心设备采集GPS系统的时标信号，以GPS标准时间信号为主用单元;当GPS信号不能被正常接收到时,将通过软件接口自动切换到CCTV时间信号接收单元的输入接口中。4．监控系统监控系统通过数据传输通道，能够实时监测全线时钟系统的主要设备的运行状态，可进行故障管理、性能管理、配置管理及安全管理等集中维护功能，同时设监测系统的声光告警指示器，对本系统的任何故障告警作同步传输，指示故障部位。5．时间信号传输时钟系统在控制中心依靠中心母钟获得可靠的时间信息后，再通过编码将这些信息有效地传输到不同地点、不同接口的设备。《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第16节时钟系统的车站设备车站/车辆段的时钟系统设备车站/车辆段设备主要有二级母钟和子钟。1．二级母钟二级母钟通过数据传输通道，接收中心母钟发出的标准时间码信号，用以自身校准，使二级母钟与中心母钟随时保持同步，并产生输出时间驱动信号，用于驱动本站所有的子钟，并能向中心设备回馈车站子系统的工作信息。二级母钟包括车站接口模块和工作时钟模块。(1）车站接口模块。车站接口作为本站点二级母钟与中心母钟之间的接口，接收通道标准时间信号，对信号质量进行鉴别，并能监测二级母钟和所有子钟的主要工作状态，包括本站点时间信息、车站编号、二级母钟和子钟状态信息和通道状态信息等;同时将状态信息及故障信息，提供给传输接口，信息回传给中心监控终端，进行集中控制。二级母钟通过标准接口经由电缆,将标准时间信号发送至所属子钟,用于控制子钟运行，驱动本站(场）所有的数显和指针式子钟，使子钟显示标准时间信息。(2）工作时钟模块。与中心工作时钟模块结构相似，二级母钟采用温补品振，可保持较长时间的稳定性和自运行精度。通过车站接口模块,从光传输终端接收中心一级母钟的时间校准信号和控制命令信号，使二级母钟与一级母钟随时保持同步，并产生输出时间驱动信号。二级母钟具有长期独立的工作能力，在传输通道中断或中心母钟发生故障时，仍可依靠自身晶振指挥子钟运行。2.子钟子钟通过接收二级母钟发出的时间码信号，进行时、分、秒时间信息显示。在正常情况下，子钟接收二级母钟发送的标准时间信号，将自身精度校准，并可回送自身的工作状态信息;当子钟接收不到来自二级母钟发送的时间信号时，仍能依靠自身的晶振独立运行。子钟分为指针式和数字式两种。指针式子钟外观以双面圆形的居多，子钟的盘面加装照明装置;数字式子钟采用超高亮数码管显示，显示方式上采用全静态显示，无闪烁，显示窗为防眩光材料，置于日光灯下也不会产生反光现象。一般在办公房间采用单面数字式子钟，在公共区（站厅、站台）采用指针式子钟，若吊装高度不足时，也可采用双面式数字子钟。《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第17节时钟系统运行监控时钟系统运行监控设备和软件1.网管终端在控制中心设置时钟系统网管终端，可对系统进行性能管理、故障管理、安全管理。其监控界面采用全中文显示、下拉菜单模式，具有友好的人机对话界面。网管终端具有良好的开放性和可扩充性，可以很方便地对需要监控的二级母钟和子钟数量进行更改。网管终端能够实时检测城市轨道交通时钟系统设备的运行状态，对系统的工作状态、故障状态进行显示、打印、存档，并能够对全线母钟与子钟进行点对点控制。2．网管软件功能网管终端能够显示系统的网络拓扑结构，实时反映其物理连接状态及各节点设备运行条件和状态，并对系统的工作状态，故障状态进行显示。3．故障管理控制中心一级母钟具有故障自诊断功能，当网管终端与一级或二级主/备母钟通信中断时,网管终端主界面自动故障定位红色报警显示;并送出远程联网报警。4．故障定位(1)母钟状态。当主母钟通信、备母钟通信、GPS、电源正常时，界面显示“正常”字样，否则在相应故障部位，红色闪烁显示“故障”字样。(2）站点。显示站点名称，其中包括预留站点，以满足后期扩容需要，在扩容时基本不需修改软件。站点内有设备发生故障时，小方框将红色闪烁示警，将鼠标光标移到站名处，当光标变形后,按左键进入相应下一级子界面，可进一步了解故障信息。5．故障记录与报警当任一设备出现故障时，发出声响报警。6.告警信息输出控制中心设置集中告警中心，它用来采集通信各子系统的故障告警信息。(1）远程联网报警功能。

(2）声光报警。

(3）集中网管与告警服务器。

(4）中心网管终端。7．网管终端配置管理用鼠标点击网管终端主界面左上角的“设置”按钮，进入站名及区名和钟号设置界面输入密码，按“确认键”，进入站名、区名和钟号设置状态。8．网管终端安全管理权限为了系统安全可靠的运行，网管终端设三级安全管理权限:(1)时间设置。(2）照明控制。(3）系统设置。9．帮助信息用鼠标点击“帮助”按钮，可查看系统的版权、操作、技术等说明，用户可进一步获取所需的信息。《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第18节乘客信息系统概述1.乘客信息系统的定义乘客是轨道交通最主要的服务对象。乘客信息系统(PassengerInformationSystem,简称PIS)依托多媒体网络技术,以计算机系统为核心,以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供信息服务。PIS采用网络数字多媒体技术,利用先进的信息播出方式,实现信息服务功能。轨道交通系统在各车站的站台、站厅层以及列车上放置了PIS显示屏,让乘客通过显示屏及时了解到列车的运行状态及注意事项,从容的候车,乘车以及换乘列车。2．乘客信息系统的功能乘客信息系统在正常行车的情况下,提供乘车须知,服务时间,列车到发时间、列车时刻表,管理者公告,政府公告,出行参考,媒体新闻,赛事直播、广告等实时动态的多媒体信息;在火灾、阻塞及恐怖袭击等非正常情况下,提供动态紧急疏散提示。3．紧急状态下的乘客信息系统在遭遇紧急情况的时候,由于可以预先在PIS里面设定好相关参数,根据当前紧急情况进行自动报警或人工触发报警,此时终端显示屏就会发布警告信息或人流疏导信息。PIS上也可以显示当前信息,在遭遇到紧急情况时,也可以由工作人员及时进行编辑并紧急发布,告知乘客紧急事件和事件进展等。PIS上可以发送即时信息,这些主要是使车辆操作人员工作站可获取来自控制中心的指令或消息。4．乘客信息系统的显示内容在列车运行中车载设备要实时接收来自地面运营中心的节目,在列车车厢显示屏上播出音视频。同时通过车厢内监控摄像头,监控旅客乘车情况,将监控视频信息实时上传至运营中心,作为管理部门安全决策的支持信息。5.乘客信息系统的发展方向随着科技的不断发展,乘客服务及资讯信息不仅要实现运营中心与车站、车站与车站间的通信,还要完成列车与地面间的实时通信,例如:运营中心向列车实时转播数字视频等多媒体信息,列车实时上传车厢内的监控信息等。地铁PIS系统是一个集地铁运营信息服务,多媒体实时资讯发布、广播电视节目制作与播出,电视监控、设备监控于一体的综合服务平台。地铁PIS系统为乘客提供上述各类信息,使乘客安全,高效地乘坐地铁,确保地铁系统高效安全运营。《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第19节乘客信息系统结构及功能1.乘客信息系统的功能乘客信息系统的功能包括信息查询、视频监控、广告节目制作、电视转播、实时资讯插播、智能播出,信号及数据传输、系统综合管理等。PIS系统的信息显示功能1.信息显示基本能力2.实时信息显示，具体包括：(1)ATS信息显示——列车到站、下班车等倒计时信息,出库、清人、基本运营信息等。(2)时钟信息显示——按照年、月、日,时,分,秒星期时钟信息显示,并立即同步。(3)直播信号——电视直播信号,DVD直播信号等。3．及时信息显示(1)自动触发信号——来自其他系统的信号触发,如:火灾等。(2)人工触发信号——紧急疏散,乘客提醒,服务提示等由中心/车站管理员发布的信息。4．预制信息显示即通过中心发布的预制的视频、动画、音频、图片、文字等信息。乘客信息系统的结构城轨PIS系统按其结构主要划分为五大部分:中心子系统、车站子系统、车载子系统,网络子系统以及广告制作子系统。位于地铁运营中心的PIS中心子系统,负责整个PIS的核心内容提供、节目播出,视频监控、运营信息查询及系统管理。中心子系统与各个车站通过有线网络实现节目,数据及图像的双向传输。车站子系统与列车之间通过专用车地无线网络实现节目,数据及图像的传输。1.中心子系统功能PIS中心子系统主要包括节目发布、视频监控和系统管理功能。2．车站子系统功能车站子系统主要有两大功能:车站节目播出和车站视频监控。3．车载子系统功能车载子系统主要有两大功能:车载节目播出和车载视频监控。4.网络子系统功能网络子系统简称DCS,是PIS业务的专用数据承载平台,为传输列车运营服务信息,乘客引导信息、公共服务信息、商业信息等提供了透明的传输通道。5.广告子系统功能广告子系统提供广告节目上载、制作,串编,播出、存储、管理功能,形成一个完整的广告制作、播出系统。《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第20节乘客信息系统网络拓扑结构1.乘客信息系统的控制功能PIS系统从控制功能上分为4个层次:信息源、中心播出控制层,车站播出控制层以及车站播出设备。随着无线通信技术的发展,专用车地双向实时通信系统可以使地铁列车在以百公里以上的速度高速行驶过程中依然能保持与地面的不间断实时通信,利用无线局域网技术,通过安装在列车上的车载无线通信设备与安装在轨旁的无线通信设备之间的无线通信,可以实现PIS中车地之间所需的数据、图像信息的传输。当前PIS的应用将原有封闭的车辆空间变成了一个“信息娱乐中心”,增加了乘客舒适感。同时由于车、地无线通信系统还有富余的带宽,PIS往往还与车辆监控系统相结合,将车辆内部图像实时上传到地铁运营中心和地铁公安系统,能及时发现车辆内的安全事故隐患并提前处理,确保列车行驶安全。PIS的交互业务信息包括:紧急灾难信息、列车运营及服务信息,乘客引导信息、一般站务信息公共服务信息.商业信息等。乘客信息系统网络结构地铁PIS网络系统由三层网络结构组成,即控制中心子系统,网络子系统(地铁802.11n的300M无线接人网和站点网络系统)及车载子系统(列车1000MELAN以及无线车载终端)。列车通过300M无线接人轨道边AP,轨道边AP通过1000MEthernet以太网接人车站交换机,车站交换机通过1000MEthernet接入主干网络。乘客信息系统网络拓扑图每个站台,轨道边沿线都铺设遵循802.11标准的无线接入点(AP),通过铺设在轨道边内的以太网,接收从子系统控制中心发来的信号,列车终端依靠无线网络和以太网通信技术接收来自列车所到位置对应AP发送的即时信息,并实现视频信号的实时传输、播放。由于无线信息传输的双向性,无线视频系统也可以将列车上的实时乘客信息、监控情况及时上传到车站控制室及子系统控制中心。无线视频传输系统主要涉及轨道边沿线的无线接入点AP和天线的布放,高速移动情况下的无缝切换,以及与上级交换机设备互联和与媒体分发中心进行数字多媒体数据传输等。《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第21节集中告警系统一、系统概述通信系统在控制中心设置集中告警系统设备,采集、显示、存储并打印通信各子系统的故障告警信息。集中告警系统利用计算机网络技术和计算机本身的高速数据处理能力,对通信各子系统进行集中监测告警管理,将通信各子系统的运行状态和告警信息集中反映到集中告警系统设备上。通过网络平台使有访问权的维护人员可以近、远程登录,以便维护人员快速准确掌握各子系统设备运行状况,并及时处理故障告警信息。集中告警系统设备能对通信各子系统设备的运行状况,进行24h不间断信息采集。当通信各子系统的维护管理终端向集中告警系统设备发送故障告警信息时,集中告警系统终端设备可以屏幕显示告警信息并发出音响告警信息,同时将接收到的故障信息保存到数据库中。集中告警系统的告警终端具备拓扑显示的功能,能够提供直观的人机界面,方便设备维护管理人员的使用与操作。系统能对操作集中告警软件的用户进行分级管理,提供用户操作日志,方便对用户使用信息的查询。系统支持对各子系统的各功能报警信息进行筛选显示,统计、查询、上传。集中告警系统主体以IP网络为基础,对城轨专网内的通信系统设备进行监控,除IP接口外也可以接人其他接口类型的设备。二、系统说明集中告警系统总体结构由集中告警主机设备(含10/100M以太网卡),测试监视软件、以太网交换机﹑故障告警声音报警器、网络打印机、信息采集设备、电源分配盘等组成。三、集中告警系统总体结构集中告警系统设备和被监控设备都在一个局域网内,在实际案例中亦可以不在同一个局域网内,只要局域网间可以通过路由器正常通信,就不会对集中告警系统的数据传输产生影响。我们推荐把集中告警系统设备和被监控设备或其网管系统,放在一个独立的局域网内,这样会有很好的数据安全性。如果需要和其他局域网混用,那么应采取有效的数据安全措施来保证系统的数据安全与运行稳定。《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第22节集中告警系统功能一、集中告警系统概述通信集中告警监视测试软件根据需要一般采用模块化的设计方案,这样使得系统的扩展性得到加强,有利于提供部分增强功能。系统功能集中告警软件系统主要由系统和拓扑显示模块、报警信息处理模块、以太网通信模块,数据管理模块,网络控制管理模块、时钟同步模块、声音报警模块,查询统计模块.打印输出模块、多用户管理模块.报警信息筛选模块,帮助学习模块、多系统互联接口模块等部分组成。1．系统和拓扑显示模块该模块提供直观的图形操作,可操作性强、人机交互方便。告警提示功能丰富,可提供图形界面及图标颜色变化提示、声音提示。提供良好的用户界面,以图形方式显示网络拓扑,在网络拓扑图上实时、动态显示被管网络及设备的运行状态。在拓扑图上动态反映各通信子系统网元告警,可通过声音、拓扑图标颜色变化来反映当前网络的运行情况。集中告警终端能24h不间断与通信各子系统网管终端进行数据通信。2.报警信息处理模块该模块可以根据告警源、告警级别、状态、类型、产生时间等条件对告警信息进行确认。当收到重复发送的同一告警时,可通过系统预先设置,选择消除重复告警,只保留最初一条告警,同时记录告警重复上报的次数。提供告警清除功能,包括自动清除和手动清除两种方式。集中告警设备系统可对告警信息进行实时采集,采集的告警包括:(1)网元告警。(2)性能越限告警。(3)提供连接告警。3．以太网通信模块该模块按照集中告警软件协议,接收各子系统上传的三类信息:网元告警信息、性能越界告警信息、网络连接状态信息。4．数据管理模块对于以太网通信模块所接收的各子系统上传的报警信息,由该模块进行判断处理，排除误报故障,对判断正确的故障信息存入数据库,提供给查询统计模块处理,对于故障恢复告警,更新数据库,对故障记录做标志位更新。《城轨概论》课程谢谢观看！城市轨道交通通信系统第二章有线通信第23节通信电源系统简介一、通信电源系统的重要性通信电源系统在城市轨道交通通信系统中的作用极为关键,它是通信系统各设备正常工作的重要保障。它除了要消除电网对通信设备的损害外,还要保证对设备的供电要求和质量。二、通信设备对电源的基本要求城市轨道交通通信设备对电源的基本要求是安全、稳定和可靠。安全是指电源设备要采取保障安全的措施。稳定要求其供电的电压和频率的波动都必须在其允许的范围之内。可靠电源是指能保证昼夜不间断供电的独立电源。1.独立供电，集中监控管理城市轨道交通通信电源系统必须是独立的供电系统，必须要满足第一类电源要求，取得两路可靠独立的电源,其中一路为专盘专线。2．保证不间断、无瞬变地供电城市轨道交通通信电源设备应满足通信设备对电源可靠性的要求。满足其不间断供电的需求。3．按一级负荷供电电网的供电,应由变电所引接双电源、双回线路的交流电源至通信机房交流配电屏完成，当使用中的一路出现故障时，应能自动切换至另一路。4．直流供电对要求直