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地铁因其具有速度快、运量大、准点率高等特点，成为大中型城市解决城市交通问题的首选。精确的时间同步更是确保列车安全、高效运行的关键因素。当前国内轨道交通领域，各地铁线路只对部分系统进行了时钟的统一，无法满足轨道交通运营管理需求。当前北京地铁主要采用GPS系统提供的时间频率作为整个地铁网络的时间基准，时频基准无法实现自主可控。在我国北斗3号系统建成的基础上，利用我国自主可控的北斗卫星授时系统替代当前线路中的GPS授时系统，实现地铁时间频率的自主可控和国产化替代，为未来北京智慧地铁构建时空基准体系。

北京地铁北斗授时系统：全图通助力时间同步升级

全图通位置网络有限公司联合北京地铁运营有限公司通信信号分公司共同研究构建北京地铁北斗授时系统的方法，实现基于北斗的线路级时钟系统将北斗时空体系引入轨道交通的统一校时、统一监测。指挥线路中心节点通过对各站的接口，校时各站的时钟系统，并通过与其他的接口，为站内其他系统提供统一的校时信号。未来整网站间、整条线路、有线无线、车地时间统一和整网运行奠定技术基础。

北京地铁时钟系统规划整体架构

时钟系统整体架构按照三级架构建设，线网层、线路层、站段层。其中相对于传统时钟系统架构，主要在线路层、站段层对其进行优化，具备线路层、站段层实现时间同步和时钟同步的授时能力。

地铁时钟系统特点

1.高精准性和可靠性

本系统能够接收来自北斗3号系统的标准时间信号，利用北斗高精度授时接收机和同步以太网（PTP）技术，经线路中心节点处理后发送至系统的各个部分，实现无累积误差运行。系统首次采用线路集群化，将线路集群实现互备，授时系统将从不同集群获取时钟系统同步能力，通过集群的相互冗余备份，在提高系统安全性的同时，确保时钟服务的连续性和准确性。这将有助于降低故障风险，提升系统可靠性，满足各类应用场景对时间同步的需求。

2.可扩展性和兼容性

系统设计采用分布式结构，由标准化的软件及硬件组成,可按照需要灵活配置和扩容。与其它子系统的适配性能良好，提供的设备在接口技术和各系统相互适配上有较大的优势。具有自动报警功能。网管系统监测到各级母钟和子钟的时间同步超差时，会自动在监控屏幕上显示报警信息，并将报警信息向监控系统内部预设的人员和系统进行消息推送。

3.具备全网的时间统一能力

时钟系统应实现全网的时间统一功能，确保各线路和列车运行时间的准确性与一致性。建立时间同步机制，为各线路和列车分配唯一时间标签，进行时间协调与监测，并根据实际运行情况进行动态调整。同时，系统需与现有轨道交通各系统兼容，具备抗干扰能力、故障应对能力和数据保护能力，以保障轨道交通运行的安全稳定。

4.具备全网的时钟统一能力

时钟同步系统是轨道交通必不可少的支撑网，为轨道交通通信基础承载网和综合业务网各个子系统，如传输系统（SDH、OTN、WDM、SPN）、LTE/EUHT移动通信系统、数字调度系统等提供高精度、高可靠的基准频率信号，使得所有在网设备工作在同一标称时钟频率上并跟随对准其原始相位，是轨道交通通信系统稳定运行的重要保障。

加快北京数字化、智慧化进程

北京轨道交通的时钟同步系统建设是为了实现轨道交通的统一发展，确保列车运行的准时性和安全性。然而，这只是时钟同步系统应用的一个起点。随着技术的不断进步和城市的发展需求，这个时钟同步网络将不仅服务于轨道交通，还将扩展其功能，提供更多的时钟增值服务。这个扩展后的时钟同步网络将成为北京智慧城市的一个重要组成部分，为城市中的各个系统和设备提供精确的时间同步能力。无论是城市管理、公共安全、资源优化配置，还是智能服务的发展，都将受益于这个高精度的时间同步网络。

更重要的是，随着物联网、大数据、区块链等科技创新的不断涌现，时钟同步网络将为这些技术在北京智慧城市建设中的应用提供基础支撑。它将为数据完整性和交易安全性提供保障，推动科技创新与城市发展的深度融合。北京轨道交通的时钟同步系统建设不仅是为了实现轨道交通的统一发展，更是为了构建一个更为广泛、高效的时钟同步网络，为北京智慧城市的建设提供坚实的时间同步能力，推动城市向着智能化、数字化方向发展。