CN107666360A - 列车系统时间同步控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种列车系统时间同步控制方法和装置,该方法包括:待同步设备向时间基设备发送同步请求,并获取待同步设备的第一时刻;待同步设备接收时间基设备发送的同步响应,同步响应中包含第一时间段和第二时刻;待同步设备获取待同步设备的第三时刻,第三时刻为接收到同步响应的时间;待同步设备根据第一时刻、第一时间段、第二时刻和第三时刻获取同步时间。本发明提供的列车系统时间同步控制方法和装置提高了列车系统的时间同步控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及列车运行控制技术领域,尤其涉及一种列车系统时间同步控制方法和装置。
背景技术
随着总线技术的发展,利用通信网络技术控制列车系统,是目前控制列车运行的主要方式。通过通信网络控制列车系统,不仅实现了列车的高精度定位,也为车载设备和其它轨道旁设备提供线路参数和临时限速等信息。
现有技术中,每列车确认一个设备时间作为整车的时间基准,该设备通过总线数据发送该时间,其他设备收到该时间后即设置为自身时间。
但是,采用现有技术的方式,列车系统时间同步控制精度不高。
发明内容
本发明提供一种列车系统时间同步控制方法和装置,用于提高列车系统的时间同步控制精度。
本发明提供一种列车系统时间同步控制方法,包括:
待同步设备向时间基设备发送同步请求,并获取所述待同步设备的第一时刻,所述第一时刻为所述同步请求的发送时间;
所述待同步设备接收时间基设备发送的同步响应,所述同步响应中包含第一时间段和第二时刻;所述第一时间段为所述时间基设备处理所述同步请求的处理时间,所述第二时刻为所述同步响应的发送时间;
所述待同步设备获取所述待同步设备的第三时刻,所述第三时刻为接收到所述同步响应的时间;
所述待同步设备根据所述第一时刻、所述第一时间段、所述第二时刻和所述第三时刻获取同步时间。
可选地,所述待同步设备根据所述第一时刻、所述第一时间段、所述第二时刻和所述第三时刻获取同步时间,包括:
所述待同步设备根据所述第一时刻、所述第一时间段和所述第三时刻,获取传输时延;
所述待同步设备根据所述传输时延和所述第二时刻,获取所述同步时间。
可选地,所述待同步设备根据所述第一时刻、所述第一时间段和所述第三时刻,获取传输时延,包括:
所述待同步设备根据T6=(T4-T1-T5)/2,获取所述传输时延;
其中,T1为第一时刻;T5为第一时间段;T4为第三时刻;T6为传输时延。
所述待同步设备根据所述传输时延和所述第二时刻,获取所述同步时间,包括:
所述待同步设备根据T0=T+T6,获取所述同步时间;
其中,T为所述第二时刻,T0为所述同步时间。
可选地,所述的方法,还包括:
所述待同步设备确定所述第二时间的有效性,获取第二时间段;所述第二时间段为所述有效性的处理时间;
所述待同步设备根据所述传输时延和所述第二时刻,获取所述同步时间,包括:
所述待同步设备根据所述传输时延、所述第二时刻以及所述第二时间段,确定所述同步时间。
可选地,所述待同步设备确定所述第二时间的有效性,获取第二时间段,包括:
所述待同步设备根据T9=T7-T4,获取第二时间段,其中,T9为第二时间段,T4为第三时刻,T7为确定有效性结束后的所述待同步设备的时刻;
所述待同步设备根据所述传输时延、所述第二时刻以及所述第二时间段,确定所述同步时间,包括:
根据T0=T+T6+T9,获取所述同步时间;
其中,T为所述第二时刻,T0为所述同步时间。
本发明提供一种列车系统时间同步控制装置,所述列车系统时间同步控制装置部署于待同步设备中,包括:
发送模块,用于向时间基设备发送同步请求,并获取所述待同步设备的第一时刻,所述第一时刻为所述同步请求的发送时间;
接收模块,用于接收时间基设备发送的同步响应,所述同步响应中包含第一时间段和第二时刻;所述第一时间段为所述时间基设备处理所述同步请求的处理时间,所述第二时刻为所述同步响应的发送时间;
处理模块,用于获取所述待同步设备的第三时刻,所述第三时刻为接收到所述同步响应的时间;
所述处理模块还用于根据所述第一时刻、所述第一时间段、所述第二时刻和所述第三时刻获取同步时间。
可选地,所述处理模块具体用于:
根据所述第一时刻、所述第一时间段和所述第三时刻,获取传输时延;
根据所述传输时延和所述第二时刻,获取所述同步时间。
可选地,所述处理模块具体用于:
根据T6=(T4-T1-T5)/2,获取所述传输时延;
其中,T1为第一时刻;T5为第一时间段;T4为第三时刻;T6为传输时延。
根据T0=T+T6,获取所述同步时间;
其中,T为所述第二时刻,T0为所述同步时间。
可选地,所述处理模块还用于确定所述第二时间的有效性,获取第二时间段;所述第二时间段为所述有效性的处理时间;根据所述传输时延、所述第二时刻以及所述第二时间段,确定所述同步时间。
可选地,所述处理模块还用于
根据T9=T7-T4,获取第二时间段,其中,T9为第二时间段,T4为第三时刻,T7为确定有效性结束后的所述待同步设备的时刻;根据T0=T+T6+T9,获取所述同步时间;
其中,T为所述第二时刻,T0为所述同步时间。
本发明提供的列车系统时间同步控制方法和装置,通过待同步设备向时间基设备发送同步请求,并获取所述待同步设备的第一时刻,第一时刻为同步请求的发送时间;待同步设备接收时间基设备发送的同步响应,同步响应中包含第一时间段和第二时刻;第一时间段为时间基设备处理同步请求的处理时间,第二时刻为同步响应的发送时间;待同步设备获取待同步设备的第三时刻,第三时刻为接收到同步响应的时间;待同步设备根据第一时刻、第一时间段、第二时刻和第三时刻获取同步时间。本发明通过待同步设备记录发送同步请求的第一时刻以及接收到同步响应的第三时刻;以及待同步设备从时间基设备获取时间基设备处理同步请求的第一时间段以及发送同步响应的第二时刻,确定同步时间,即,在获取同步时间的时考虑了同步信号(同步请求和/或同步响应) 在传输过程中的传输时延以及时间基设备对同步信号的处理时延,因此,得到的同步时间精度更高,从而,提高列车系统的时间同步控制精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中列车系统时间同步控制方法实施例一的示意图;
图2为现有技术中列车系统时间同步控制方法实施例二的示意图;
图3为本发明列车系统时间同步的控制方法实施例一的流程示意图;
图4为本发明列车系统时间同步的控制方法实施例二的流程示意图;
图5为本发明列车系统时间同步的控制方法实施例三的流程示意图;
图6为本发明列车系统时间同步的控制装置实施例四的结构示意图。
附图标记说明
1:无线数据传输天线;
2:无线数据传输模块:
3:时间基设备;
4:待同步设备;
5:TCN通信网络。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
随着铁路行业的迅猛发展,各种计算机技术和通信技术为基础的自动化装置广泛应用于铁路列车上的各个系统中。然而,很多列车系统使用的时间都是由内部时钟提供,需要定期或不定期地对内部时钟进行修正。时间同步可分为控制、通信、检测和显示四种类型。例如:列车网络控制系统对其连接的各系统运行状态进行检测,收集的带有时间信息的数据可用于诊断分析。因此,列车网络控制系统对其连接的各个系统提出同步的要求,其检测需要在统一的时间基准上进行。
在现有技术中,每列车确认一个设备时间作为整车的时间基准,该设备通过总线数据发送该时间,其他设备收到该时间后即设置为自身时间。图1为现有技术中列车系统时间同步控制方法实施例一的示意图。如图1所示,车头和车尾具有无线数据传输天线1,在列车内包括无线数据传输模块2,时间基设备 3和待同步设备4。如图1所示,列车网络控制系统在对时间进行同步控制时,车头和车尾通过无线数据传输天线1,将接收到的数据传递给无线数据传输模块2进行处理。列车内包含的两个时间基设备3,其中一个为主设备,另一个为备用的。例如:面对列车左侧车头连接的时间基设备3为主设备,继而面对列车右侧车尾连接的时间基设备3为备用设备。无线数据传输模块2将得到无线数据进行处理后,通过总线将数据算递给时间基设备3。最后,时间基设备3 再将数据传递给待同步设备4,从而达到时间同步的效果。
除此之外,列车实现时间同步的方法如图2所示。图2为现有技术中列车系统时间同步控制方法实施例二的示意图。在图1的基础上,图2中添加了列车通信网络(TrainCommunication Networks,TCN)。如图2所示,列车网络控制系统在对时间进行同步控制时,车头和车尾通过无线数据传输天线1。无线数据传输天线1将接收到的数据传递给TCN5。TCN5将数据传递给无线数据传输模块2。无线数据传输模块2将得到无线数据进行处理后,通过总线将数据算递给时间基设备3。时间基设备3再将数据传递给待同步设备4,从而达到时间同步的效果。
同样的,车载时间基设备使用同样的方式与有线或者无线的地面设备进行时间同步。
由于总线传输时延、数据转发时延、数据处理等原因,通常被校准设备系统时间并不能与时间基设备时间完全同步,就会为数据记录分析和列车故障处理等带来不便。
本发明要解决的就是由于传输时延造成的列车车载设备时间不同步的问题,使得车载设备在原有网络控制系统内通过本发明提供的列车系统时间同步控制方法和装置做到时间精准同步。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图3为本发明列车系统时间同步控制方法实施例一的流程示意图。本发明包含两个设备,即时间基设备和待同步设备。待同步设备通过从时间基设备获取正确时间并监测时延,从而来达到列车系统时间同步的目的。如图3所示,本实施例列车系统控制方法包括以下步骤:
S101,待同步设备向时间基设备发送同步请求,并获取待同步设备的第一时刻,第一时刻为同步请求的发送时间。
S102,待同步设备接收时间基设备发送的同步响应,同步响应中包含第一时间段和第二时刻;第一时间段为时间基设备处理同步请求的处理时间,第二时刻为同步响应的发送时间。
S103,待同步设备获取待同步设备的第三时刻,第三时刻为接收到同步响应的时间。
S104,待同步设备根据第一时刻、第一时间段、第二时刻和第三时刻获取同步时间。
具体的,首先,待同步设备向时间基设备发送获取正确时间的请求命令,同时并记录自身当前的时刻T1。T1为第一时刻,即待同步设备发送同步请求的时间。时间基设备接收到待同步设备发送的同步请求命令,同时记录自身当前的时刻T2。时间基设备处理待同步设备发送的同步请求命令,记录处理后自身的时刻T3。时间基设备向待同步设备发送第二时刻T和处理请求过程中产生的第一时间段T5(T5=T3-T2)。其中,第一时间段T5为时间基设备处理同步请求的时间,第二时刻T为同步响应的发送时间。待同步设备接受到时间基设备发送的同步响应,记录接收到同步响应的时刻,该时刻为第三时刻,记为T4。待同步设备根据自身记录的第一时刻T1,第三时刻T4,以及从时间基设备获取的同步响应中的第一时间段T5和第二时刻T来设置自身的时间,以达到时间同步。在此过程中,时间基设备发送第二时刻T和第一时间段T5给待同步设备,待同步设备根据自身记录的第一时刻T1、第三时刻T4和获取的第一时间段T5、第二时刻T来达到时间同步的目的。因此待同步设备在设置自身时间时,考虑到时间基设备处理请求过程中产生的第一时间段T5的影响,能够将时间设置的精准同步。对于时间基设备和待同步设备而言,两者之间依靠总线进行数据交互。至于总线的类型,对此,本发明不作限制。例如:时间基设备和待同步设备通过多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus,MVB)或是以太网总线进行数据的传递。
基于图3的叙述,可选地,步骤S104可以具体为待同步设备根据第一时刻、第一时间段和第三时刻,获取传输时延;待同步设备根据传输时延和第二时刻,获取同步时间。
具体的,待同步设备根据自身记录的第一时刻T1,第三时刻T4,以及从时间基设备获取的同步响应中的第一时间段T5来计算传输时延。本发明中所要计算的传输时延为时间基设备向待同步设备发送同步响应到待同步设备接收到同步响应之间的时延。待同步设备根据计算的传输时延T6和获取的第二时刻T,设置自身的时间,以达到同步。在此过程中,考虑到时间基设备发送第二时刻 T与待同步设备接收到第二时刻T之间的时延。因此待同步设备在设置自身时间时,考虑到传输时延的影响,得到的同步时间精度更高,从而,提高列车系统的时间同步控制精度。
基于上述实施例,图4为本发明列车系统时间同步控制方法实施例二的流程示意图。如图4所示,待同步设备根据第一时刻、第一时间段和第三时刻,获取传输时延的方式,可以根据步骤S105获得;待同步设备根据传输时延和第二时刻,获取同步时间,可以根据步骤S106获得。
S105,待同步设备根据T6=(T4-T1-T5)/2,获取传输时延。
S106,待同步设备根据T0=T+T6,获取同步时间。
在本实施例中,待同步设备根据自身记录的第一时刻T1,第三时刻T4,以及从时间基设备获取的同步响应中的第一时间段T5来计算传输时延。本发明中所要计算的传输时延为时间基设备向待同步设备发送同步响应到待同步设备接收到同步响应之间的时延,所以传输时延T6=(T4-T1-T5)/2。待同步设备获取的同步时间为T0=T6+T。其中,T0为同步时间。T为第二时刻,即时间基设备发送给待同步设备的系统时间。在此过程中,待同步设备获取同步时间的时考虑了同步信号(同步请求和/或同步响应)在传输过程中的传输时延以及时间基设备对同步信号的处理时延,因此,得到的同步时间精度更高,从而,提高列车系统的时间同步控制精度。
根据图3或图4的叙述,可选地,本发明提供的列车系统时间同步控制方法还包括:待同步设备确定第二时间的有效性,获取第二时间段;第二时间段为待同步设备有效性的处理时间;
待同步设备根据传输时延、第二时刻以及第二时间段,确定同步时间。
具体的,待同步设备为了获取正确的时间,以达到时间同步的目的。首先,向时间基设备发送获取正确时间的请求命令,同时并记录自身当前的时刻T1。时间基设备接收到待同步设备发送的同步请求命令,同时记录自身当前的时刻 T2。时间基设备处理待同步设备发送的同步请求命令,记录处理后自身的时刻 T3。时间基设备向待同步设备发送第二时刻T和处理请求过程中产生的第一时间段T5(T5=T3-T2)。其中,第一时间段T5为时间基设备处理同步请求的时间,第二时刻T为同步响应的发送时间。待同步设备接受到时间基设备发送的同步响应,同时记录接收到同步响应的时刻,该时刻为第三时刻,记为T4。待同步设备根据自身记录的第一时刻T1,第三时刻T4,以及从时间基设备获取的同步响应中的第一时间段T5来计算传输时延。
本发明中所要计算的传输时延为时间基设备向待同步设备发送同步响应到待同步设备接收到同步响应之间的时延。所以传输时延T6=(T4-T1-T5)/2。在计算传输时延的过程中,待同步设备同时判断第二时刻T的有效性。
第二时刻T的有效性一般是通过常识判断。例如:2017-13-14是无效, 2014-12-14早于出厂日期也是无效的。在判断第二时刻T的有效性时,待同步设备消耗的时间为第二时间段。待同步设备根据计算的传输时延T6、第二时刻 T以及第二时间段,设置自身的时间,以达到时间同步的目的。在此过程中,考虑到时间基设备发送第二时刻T与待同步设备接收到第二时刻T之间的时延,也考虑到待同步设备在判断第二时刻T的有效性所产生的时延。因此待同步设备在设置自身时间时,考虑到两部分时延的影响,能够将时间做到设置的精准同步。
根据上述实施例,图5为本发明列车系统时间同步控制方法实施例三的流程示意图。如图5所示,本发明提供的实施例列车系统控制方法包括以下步骤:
S201,待同步设备向时间基设备发送同步请求,并获取待同步设备的第一时刻,第一时刻为同步请求的发送时间。
S202,待同步设备接收时间基设备发送的同步响应,同步响应中包含第一时间段和第二时刻;第一时间段为时间基设备处理同步请求的处理时间,第二时刻为同步响应的发送时间。
S203,待同步设备获取待同步设备的第三时刻,第三时刻为接收到同步响应的时间。
S204,待同步设备根据T6=(T4-T1-T5)/2,获取传输时延,同时待同步设备确定第二时间的有效性,获取第二时段T9。
S205,根据T0=T+T6+T9,获取同步时间。
具体的,待同步设备为了获取正确的时间,以达到时间同步的目的。首先,向时间基设备发送获取正确时间的请求命令,同时并记录自身当前的时刻T1。 T1为第一时刻,即待同步设备发送同步请求的时间。时间基设备接收到待同步设备发送的同步请求命令,同时记录自身当前的时刻T2。时间基设备处理待同步设备发送的同步请求命令,记录处理后自身的时刻T3。时间基设备向待同步设备发送第二时刻T和处理请求过程中产生的第一时间段T5(T5=T3-T2)。其中,第一时间段T5为时间基设备处理同步请求的时间,第二时刻T为同步响应的发送时间。
待同步设备接受到时间基设备发送的同步响应,记录接收到同步响应的时刻,该时刻为第三时刻,记为T4。待同步设备根据自身记录的第一时刻T1,第三时刻T4,以及从时间基设备获取的同步响应中的第一时间段T5来计算传输时延。本发明中所要计算的传输时延为时间基设备向待同步设备发送同步响应到待同步设备接收到同步响应之间的时延。所以传输时延T6=(T4-T1-T5)/2。在计算传输时延的过程中,待同步设备同时判断第二时刻T的有效性。判断结束后,待同步设备记录此时自身的时间T7。T7为待同步设备确定有效性结束后的时刻。在判断第二时刻T的有效性时,消耗的时间为第二时间段T9 (T9=T7-T4)。当待同步设备判断第二时刻T为有效的,待同步设备设置自身时间为:T0=T+T6+T9(T9=T7-T4)。在此过程中,考虑到时间基设备发送第二时刻T与待同步设备接收到第二时刻T之间的时延,也考虑到待同步设备在判断第二时刻T的有效性所产生的时延即第二时间段T9。因此待同步设备在设置自身时间时,考虑到两部分时延的影响,得到的同步时间精度更高,从而,提高列车系统的时间同步控制精度。
在上述实施例中,待同步设备为了时间基设备与待同步设备交互的过程中,监测时间时延,考虑到两部分时延的影响,使得车载设备在原有网络控制系统内通过本发明提供的列车系统时间同步控制方法做到精准时钟同步。图6为本发明列车系统时间同步控制装置实施例四的结构示意图。如图6所示,本实施例提供的列车系统时间同步控制装置包括:发送模块601,接收模块602,处理模块603。其中,处理模块,用于获取待同步设备的第三时刻,第三时刻为待同步设备接收到同步响应的时间。列车系统时间同步控制装置部署于待同步设备中。
本实施例的装置对应地可用于执行图3、图4、图5或图6所示的实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种列车系统时间同步控制方法,其特征在于,包括:
待同步设备向时间基设备发送同步请求,并获取所述待同步设备的第一时刻,所述第一时刻为所述同步请求的发送时间;
所述待同步设备接收时间基设备发送的同步响应,所述同步响应中包含第一时间段和第二时刻;所述第一时间段为所述时间基设备处理所述同步请求的处理时间,所述第二时刻为所述同步响应的发送时间;
所述待同步设备获取所述待同步设备的第三时刻,所述第三时刻为接收到所述同步响应的时间;
所述待同步设备根据所述第一时刻、所述第一时间段、所述第二时刻和所述第三时刻获取同步时间。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述待同步设备根据所述第一时刻、所述第一时间段、所述第二时刻和所述第三时刻获取同步时间,包括:
所述待同步设备根据所述第一时刻、所述第一时间段和所述第三时刻,获取传输时延;
所述待同步设备根据所述传输时延和所述第二时刻,获取所述同步时间。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述待同步设备根据所述第一时刻、所述第一时间段和所述第三时刻,获取传输时延,包括:
所述待同步设备根据T6=(T4-T1-T5)/2,获取所述传输时延;
其中,T1为第一时刻;T5为第一时间段;T4为第三时刻;T6为传输时延。
所述待同步设备根据所述传输时延和所述第二时刻,获取所述同步时间,包括:
所述待同步设备根据T0=T+T6,获取所述同步时间;
其中,T为所述第二时刻,T0为所述同步时间。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括:
所述待同步设备确定所述第二时间的有效性,获取第二时间段;所述第二时间段为所述有效性的处理时间;
所述待同步设备根据所述传输时延和所述第二时刻,获取所述同步时间,包括:
所述待同步设备根据所述传输时延、所述第二时刻以及所述第二时间段,确定所述同步时间。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述待同步设备确定所述第二时间的有效性,获取第二时间段,包括:
所述待同步设备根据T9=T7-T4,获取第二时间段,其中,T9为第二时间段,T4为第三时刻,T7为确定有效性结束后的所述待同步设备的时刻;
所述待同步设备根据所述传输时延、所述第二时刻以及所述第二时间段,确定所述同步时间,包括:
根据T0=T+T6+T9,获取所述同步时间;
其中,T为所述第二时刻,T0为所述同步时间。
6.一种列车系统时间同步控制装置,所述列车系统时间同步控制装置部署于待同步设备中,其特征在于,包括:
发送模块,用于向时间基设备发送同步请求,并获取所述待同步设备的第一时刻,所述第一时刻为所述同步请求的发送时间;
接收模块,用于接收时间基设备发送的同步响应,所述同步响应中包含第一时间段和第二时刻;所述第一时间段为所述时间基设备处理所述同步请求的处理时间,所述第二时刻为所述同步响应的发送时间;
处理模块,用于获取所述待同步设备的第三时刻,所述第三时刻为接收到所述同步响应的时间;
所述处理模块还用于根据所述第一时刻、所述第一时间段、所述第二时刻和所述第三时刻获取同步时间。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述处理模块具体用于:
根据所述第一时刻、所述第一时间段和所述第三时刻,获取传输时延;
根据所述传输时延和所述第二时刻,获取所述同步时间。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述处理模块具体用于:
根据T6=(T4-T1-T5)/2,获取所述传输时延;
其中,T1为第一时刻;T5为第一时间段;T4为第三时刻;T6为传输时延。
根据T0=T+T6,获取所述同步时间;
其中,T为所述第二时刻,T0为所述同步时间。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述处理模块还用于确定所述第二时间的有效性,获取第二时间段;所述第二时间段为所述有效性的处理时间;根据所述传输时延、所述第二时刻以及所述第二时间段,确定所述同步时间。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述处理模块还用于
根据T9=T7-T4,获取第二时间段,其中,T9为第二时间段,T4为第三时刻,T7为确定有效性结束后的所述待同步设备的时刻;根据T0=T+T6+T9,获取所述同步时间;
其中,T为所述第二时刻,T0为所述同步时间。
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