AFC时钟同步的实现与差错控制

AFC时钟同步的实现与差错控制

成都地铁运营有限公司四川成都610000

摘要:文章首先简单分析了自动售票系统,随后文章介绍了AFC系统内部时钟同步处理过程,包括SNTP协议的应用、时钟强制同步、时钟差异记录等,同时文章还分析了AFC系统在通信系统内部提取时间原理以及时钟同步的差错控制等问题,希望能给相关人士提供一些参考。

关键词:AFC时钟;同步处理;差错控制

引言:AFC系统是一个自动化的售票系统,拥有较强的技术性,是结合了各种专业的集成系统,包括系统集成、数据库、网络、计算机、传感、微控、电子以及机械等各种知识,但是系统的具体应用还需要进一步加强研究。对于AFC系统来说,时钟同步是其顺利运行的基础,能够对AFC系统线路的稳定运行产生直接的影响。

一、自动售票系统

AFC系统主要可以分成四个部分,分别包括终端设备、计算机系统、中央计算机和车票。系统主要是通过非接触的ID卡来充当车票的,非接触模式的ID卡也可以称之为CSC车票介质,全称ContactlessSmartCard,利用自动化的计算机网络售票系统能够让地铁实现自动化的车票报废、挂失、退票、循环、回收、分发、个人化、初始化,售票监控、收费和客流统计、现金检查、回收单程车票,地铁运行中的收费、计费、检票以及自动化售票等工作。同时还能同时管理多项任务,并设置能够和城市公交连接的系统接口。

中央计算机主要是分布于地铁控制中心,属于AFC系统中的核心位置,能够辅助管理人员对整个地铁当中的运行情况进行全面的监控,同时监督AFC系统运行问题,此外还能自动完成一系列的票务管理工作,例如票卡回收、黑名单管制、制定票价、初始化票卡等工作,在运行管理方面,能够进行业务信息的分析统计、财务管理、人员管理等,在结算方面,能够帮助进行数据清算、数据收集等工作,最后还能帮助对监控设备进行有效的维护管理。

车站管理系统大都是分布在地铁运行场所当中,通常是负责车站设备运行状况监控、票务运行情况等工作,同时还能辅助中央计算机和站内的各个终端设备之间保持良好的通讯状态,从而让中央计算机能够和所有的终端设备之间进行流畅的信息交流工作。终端设备有自动验票机、自动充值机、自动售票器、出站闸机、入站闸机、自动化增值机、半自动售票机等设备。随着AFC系统技术的发展,各种终端设备也随着主流技术进行不断改进,当今地铁运行过程中的全部终端设备都是以CSC技术为基础的。车票还可以分成特殊票、储值票、单程票等类型,结合未来发展的需要,车票种类也将得到进一步扩充,因此AFC系统结构也将发生一定的变化。

二、AFC系统内部时钟同步处理过程

(一)SNTP协议的应用

AFC系统中的所有时钟源都是从GPS通信系统时钟中发展而来的,而负责采集的部件则是中央数据库,平均保持十分钟利用串口收集一次信息的频率[1]。SNTP协议主要是借助UDP来实现的,因此具有一定的运行要求,只有在TCP/IP条件下才能正常使用。同时中央服务器会统一提供SNTP的一级服务,主要的供应对象就是控制中心管理下的所有工作站,囊括了PC服务器等设备,包括SC数据库和PC服务器等。SNTP的二级服务主要是由SC数据库提供相应服务的,而供应对象就是管辖范围车站内的全部设备终端和SC工作站。操作系统能够为始终服务器提供SNTP服务,客户端的编程工作需要自主完成,从而方便处理日志记录、时钟差异报告等各种特殊的工作。

(二)时钟强制同步

正常条件下,时钟同步在AFC系统内都是通过SNTP服务完成的,能够根据相应的时间要求自主完成。可以通过SC与CC监控工作站推出改变命令,让时钟同步强制实施触发点同步。假如SC数据库和CC数据服务库中的时钟发生一次性调整过度的问题,就可以将时钟同步命令模拟发送出去,从而让下级设备能够开始下一次同步。

高精确度的时钟同步,主要可以通过GPS与PTPd时钟同步的精准算法为基础实现时钟的精准同步,同时这种方法还比较简单,同时应用范围较广,可以利用拥有较快运算速度和嵌入式系统实现时钟同步。即使无法满足时钟同步理论的要求精准度,但是却能够有效减少设计难度,从而促进AFC系统性能的有效提高,在最大程度上减少同步差距,从而让同步的精确度高于利用软件进行的时钟同步。

(三)时钟差异记录

CC中的APSercer,其实就是数据库中的一个流程,主要负责的工作是将所有的时钟差异记录下来,同时主动接受[2]。SC数据库服务器,主要是担任记录和接受车站全部设备中出现的时钟差异问题,同时将具体的差异问题传送到CCAPServer当中。

三、AFC系统在通信系统内部提取时间原理

GPS时钟利用接口RS422,以一秒为单位,定时将数据包发送给AFC系统,同时发送的频率保持在一秒一个左右,中央计算机还能够读出下面几种数据信息[3]。前三个的数字是预读位置,能够准确读到的时间是四到十八位,校验位置是十九位,终于位和回车位分别是第二十一位数字和二十位数字。当中央主机在利用通信系统读取时间信息的过程中,能够获取的数据主要包括三个时间,第一个时间是预读时间,第二个时间是读取时间,第三个时间是读后时间,将第三次时间和第一次时间相加,同时取得平均值,随后在减去第二次时间,将收获的数字充当时间偏移数据,随后进行具体的校正时间工作。

四、时钟同步的差错控制

某一城市当中的AFC系统属于一个拥有较高精确度的运行系统,假如其中发生时间差错的问题,就会提前终止系统运行,从而导致相关企业出现较为严重的财产损失。但是不管AFC系统怎样稳定,都无法避免差错问题的发生,为此需要选择有效的差错控制措施进行预防、校正。

由于AFC系统整体都是在GPS通信时钟和中央数据库的共同作用下实现同步要求的,但是中央数据库不但要负责同步业务之外,还需要负责其他各种数据处理业务,为此会一直和通信时钟同步进行,在这种情况下,就会增加系统资源的消耗。针对这种问题,可以让服务定时,以十分钟为一个界限和GPS进行时钟同步,从而能够得到比较准确的时间,促进系统的正常运行。

受到接口问题,或是因为其他各种原因的影响,通信系统中也会发生GPS时间误差的现象,为了让AFC系统能够接收到正确的通信时间,可以在AFC系统和GPS通信时钟之间差距加大的条件下,避免AFC系统和GPS通信系统的同步运行,从而让系统获取自己时间。

程序优化的同步方式,提高容错处理水平,在同步过程中,连续获取时钟源十次,保证获取的成功率,则获取十次误差平均值实现同步。假如出现不成功的问题,就应该立刻抛弃获取的时间,并根据系统原时间促进系统同步。促进成功获取需要满足下面几项条件,首先是开始申请通信时钟的时钟信号的时间应该和时钟数据包接收时间的差异不大于两秒。同步过程中,数据包还应该满足相应的验证要求。

结语:综上所述,GPS时钟和系统同步时,假如没有进行有效的差错控制,就会发生各种无法预测的事故,从而对系统造成严重的破坏,因此应该通过一些预警机制来维护系统的安全。文章中主要就介绍了部分控制措施,希望能够有效解决AFC系统中的时钟同步问题。

参考文献:

[1]王尊文.基于时钟校准的网络时钟同步算法评估系统的设计与实现[D].北京邮电大学,2018.

[2]王延年,宋小伟.高精度时钟同步系统的研究与实现策略[J].国外电子测量技术,2018,37(03):30-33.

[3]李奇龙.HPC互联模拟环境下时钟同步与速率适配机制的研究与实现[D].北京邮电大学,2018.

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