國家時頻計量中心貴州應(yīng)用中心多點發(fā)力

以創(chuàng)新服務(wù)驅(qū)動地方經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展

□ 黃徐瑞晗 劉珍意 本報記者 劉 艷

計量是國家主權(quán)的象征，美國、德國等44個國家把計量寫入憲法；計量是世界“技術(shù)語言”，是促進國際合作和經(jīng)貿(mào)往來的基礎(chǔ)。新中國成立后，特別是改革開放以來，黨和國家高度重視計量工作，2013年3月，國務(wù)院印發(fā)了《計量發(fā)展規(guī)劃（2013-2020年）》，既是國家層面對計量工作的高度重視，更是加快國家計量事業(yè)發(fā)展、增強國家核心競爭力的重大戰(zhàn)略舉措。而高精度時間頻率，作為計量家族中的重要成員，也是一個國家科技、經(jīng)濟、軍事和社會生活中至關(guān)重要的參量。

時間回撥到2017年1月，由中國計量科學研究院時間頻率所自主研制的“北斗時間頻率傳遞裝置”，完成了北斗時間傳遞鏈路校準，并首次在超8200公里的歐亞鏈路和1000公里的歐洲內(nèi)部鏈路實現(xiàn)了全視和共視兩種方法的時間頻率傳遞，穩(wěn)定度達1ns，與GPS（美國全球定位系統(tǒng)）時間傳遞結(jié)果的吻合度優(yōu)于2ns。這意味著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)超遠距離時間頻率傳遞研究獲重要進展，為北斗系統(tǒng)走出國門、服務(wù)全球奠定了堅實基礎(chǔ)。

夯實基礎(chǔ) 蓄勢待發(fā)

2014年，貴州省計量測試院參與了由中國計量科學研究院牽頭承擔的“遠程時間溯源體系研究”項目，該項目由中國計量科學研究院研究實現(xiàn)了遠程時間溯源裝置，通過全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)對遠程時間頻率源進行實時馴服，實現(xiàn)與原子時標基準UTC(NIM)的實時同步，與UTC(NIM)基準時刻偏差保持在±20ns以內(nèi)，與UTC(NIM)基準頻率偏差保持在5E-14以內(nèi)，時間溯源不確定度優(yōu)于20ns；2015年，項目選擇了地處我國西南內(nèi)陸腹地的貴州省計量測試院作為第一批遠程時間溯源站點之一，布設(shè)了遠程時間溯源裝置IM04，并進行了長期的驗證運行，遠程時間溯源效果良好。在中國計量科學研究院發(fā)布的《遠程時間溯源示范體系-時間公報》中，IM04與UTC(NIM)的溯源結(jié)果REF-UTC(NIM)有90%以上的觀測點在5ns以內(nèi)，98%以上的觀測點在10ns以內(nèi)，20ns以內(nèi)的觀測點達到99.85%，頻差結(jié)果小于5E-14的觀測點達到61%。

2016年11月4日，在原國家質(zhì)檢總局和貴州省政府的大力支持下，中國計量科學研究院與原貴州省質(zhì)監(jiān)局簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，成立了國家時間頻率計量中心貴州應(yīng)用中心（以下簡稱國家時頻計量中心貴州應(yīng)用中心），落戶貴州省計量測試院。這是全國首家時頻應(yīng)用中心。該中心的成立，標志著貴州計量事業(yè)躍上一個新的高度。

作為時間頻率溯源體系的重要一環(huán)，國家時頻計量中心貴州應(yīng)用中心可提供量傳溯源、安全可靠的高精度時間頻率應(yīng)用及計量服務(wù)。

近年來，為發(fā)揮計量對其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性作用，對貴州省現(xiàn)代服務(wù)業(yè)示范區(qū)、省級現(xiàn)代服務(wù)業(yè)集聚區(qū)及服務(wù)業(yè)重大工程建設(shè)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)、企業(yè)提供技術(shù)支撐和引領(lǐng)作用，國家時頻計量中心貴州應(yīng)用中心加快基礎(chǔ)建設(shè)步伐，加強能力建設(shè)。目前，中心完成實驗室基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以遠程時間溯源裝置為核心，各類高精尖設(shè)備都已準時“上崗”，建立了自己的時間頻率系統(tǒng)（包括原子鐘組、內(nèi)部比對、外部溯源、量值傳遞、數(shù)據(jù)傳輸?shù)认到y(tǒng)），大大提升了中心的計量服務(wù)能力。國家質(zhì)檢中心園區(qū)二期建設(shè)中將持續(xù)加大時頻領(lǐng)域的能力建設(shè)。

據(jù)該中心負責人龍波介紹，隨著秒定義的量子化，“時間”作為準確度最高、應(yīng)用最廣的物理量，是信息化社會的基礎(chǔ)，代表當今科技創(chuàng)新最前沿領(lǐng)域的“上天、下海、入地、登極”，哪一樣都離不開時間頻率。該中心的高精度時頻標準將為貴州的后發(fā)趕超和跨越發(fā)展提供一份堅實的保障。

圍繞多領(lǐng)域需求 支撐產(chǎn)業(yè)升級

國家時頻計量中心貴州應(yīng)用中心相繼開展了各類高精度時間頻率應(yīng)用，為服務(wù)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效提供了有力支持。例如該中心針對公安交管、交通、大數(shù)據(jù)、航空航天裝置制造、高端裝備制造、電力、通信、金融等領(lǐng)域的授時用時應(yīng)用提供技術(shù)支持。

為公安交管授時并設(shè)計時間同步方案，是時間頻率在實際生活中眾多應(yīng)用的一個“縮影”。在貴州省公安交管系統(tǒng)中，海量的數(shù)據(jù)交互和處理需保證其時間同步，各種執(zhí)法及用時終端設(shè)備（視頻監(jiān)控設(shè)備、區(qū)間測速裝置、執(zhí)法記錄儀、道路交通安全違法行為圖像取證儀、闖紅燈自動記錄系統(tǒng)和測速系統(tǒng)等）為行政執(zhí)法提供數(shù)據(jù)支持，需保證時間合法有效溯源。目前公安交管通常采用GPS獲取時間、網(wǎng)絡(luò)授時、人工對時的方法，存在時間無法溯源、不同步、不安全、不準確的問題。

從技術(shù)層面來說，解決這一問題采用的是中國計量科學研究院自主研制的遠程時間溯源裝置，通過時間頻率傳遞技術(shù)結(jié)合原子鐘精準馴服技術(shù)，使區(qū)域時間標準實時同步和溯源至原子時標國家計量基準。同時通過光纖傳遞技術(shù)，利用公安交管現(xiàn)有專網(wǎng)光纖資源將時間標準逐級傳遞至公安交管用時單元，以此構(gòu)建一種高精度時間同步系統(tǒng)，有效解決公安交管系統(tǒng)的時間同步和溯源問題。

通俗地講，就是通過時間頻率傳遞技術(shù)手段，將標準時間傳遞至用時單元，實現(xiàn)公安交管系統(tǒng)內(nèi)專網(wǎng)的部分視頻專網(wǎng)服務(wù)器、非稅系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器等用時終端能夠進行時間的自動同步，保持時間準確、統(tǒng)一。

龍波介紹說，為結(jié)合應(yīng)用實際，該中心與中國計量科學研究院、公安交管部門聯(lián)合申請了貴州省科技支撐計劃社會發(fā)展類重點項目——“時間頻率溯源關(guān)鍵技術(shù)研究”，目前已立項并實施。該項目旨在研究公安交管系統(tǒng)授時用時技術(shù)，為全省公安交管系統(tǒng)設(shè)計授時方案，為交通大數(shù)據(jù)、智能交通系統(tǒng)、天眼、各個用時終端（視頻監(jiān)控拍攝取證、道路交通違法取證、區(qū)間測速取證、卡口監(jiān)控、探針設(shè)備）等具備時間溯源要求的環(huán)節(jié)、為系統(tǒng)內(nèi)部保持統(tǒng)一的時鐘，使系統(tǒng)的所有節(jié)點具有全局的、統(tǒng)一的標準時間。保障事件發(fā)生時序記錄準確可靠，保證系統(tǒng)的時間同步及時間的準確可靠，并為下一步社會治安立體防控體系建設(shè)中，其他警種或社會資源接入所涉及的時間溯源及時間同步環(huán)節(jié)提供可靠支撐。

國家時頻計量中心貴州應(yīng)用中心在電力、衛(wèi)星導航、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域持續(xù)開展時頻應(yīng)用工作。該中心構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)授時站點，以此為基礎(chǔ)進行標準時間的發(fā)播和顯示。其立項實施的《基于NTP的時間頻率傳遞應(yīng)用及授時方法研究》項目，針對電力系統(tǒng)電能裝置、道路交通攝像系統(tǒng)、停車場計時計費、高速公路區(qū)間測速多個領(lǐng)域進行網(wǎng)絡(luò)授時應(yīng)用服務(wù)。開展基于GNSS共視的遠程校準技術(shù)研究，實現(xiàn)量值溯源扁平化。為衛(wèi)星導航檢驗檢測中心（貴州）提供高精度時間頻率信號，為衛(wèi)星導航檢驗檢測提供時間頻率計量技術(shù)支撐及計量服務(wù)。此外，該中心還向大數(shù)據(jù)民生計量監(jiān)管平臺進行授時應(yīng)用及提供技術(shù)支持，為大數(shù)據(jù)的傳輸及數(shù)據(jù)分析提供保障。

下一步，該中心將圍繞大數(shù)據(jù)、航天裝備制造、高端裝備制造、衛(wèi)星導航、移動通信、證券交易、民航交通、電子商務(wù)等需要嚴格的時間同步的領(lǐng)域開展時頻應(yīng)用，提供高精度的時間頻率計量服務(wù)。

2019年是中華人民共和國建國70周年，又值國際單位制進行“量子化”變革之時，這是國際單位制自1960年以來最為重大的歷史性變革。在這樣一個歷史性的重要機遇面前，貴州正形成以大數(shù)據(jù)、云計算、航空航天為特色的高端裝備制造、資源深加工和科技創(chuàng)新中心制造業(yè)基地。國家時頻計量中心貴州應(yīng)用中心將結(jié)合省情和行業(yè)前景，努力提高時間頻率技術(shù)的量傳能力，推進高鐵、金融、電力、通信等領(lǐng)域的應(yīng)用，構(gòu)建時間頻率應(yīng)用大數(shù)據(jù)平臺，對系統(tǒng)中的各用時單元進行實時監(jiān)控、測量、管理，更好地為地方經(jīng)濟發(fā)展提供強有力的時頻計量保障，助力全省經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。

70年披荊斬棘，70年風雨兼程，計量這座“鎮(zhèn)山之石”必將在貴州這片沃土上不斷壯大、穩(wěn)健。

《中國質(zhì)量報》