CN114397803B - 驾驶设备的授时方法、驾驶设备以及授时系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种驾驶设备的授时方法、驾驶设备以及授时系统，涉及通信技术领域。驾驶设备的授时方法包括：判断驾驶设备是否处于授时异常状态；若所述驾驶设备处于授时异常状态，获取与所述驾驶设备无线通信连接的目标驾驶设备在处于授时正常状态下发送的校准时间信号，所述校准时间信号为所述目标驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号；以所述校准时间信号作为授时源对所述驾驶设备进行车载设备授时。本发明中，利用卫星导航系统授时与驾驶设备之间授时相结合的方式将驾驶设备的时间误差控制在纳秒级别，确保了驾驶设备在授时异常情况下的授时精度。

Description

驾驶设备的授时方法、驾驶设备以及授时系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种驾驶设备的授时方法、驾驶设备以及授时系统。
背景技术
北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，简称BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是全球继GPS卫星导航系统、GLONASS卫星导航系统之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力。
在轨道交通列车中，列车运行过程中的授时和时间同步非常重要，是对列车进行智能运维管控，以及保障列车安全、稳定运行的关键。并且，随着无人驾驶技术的发展，无人驾驶设备的授时和时间同步同样具有非常重要意义。
然而，当列车或者车辆进入非开放空间(例如车站、隧道等)或者受到其他信号干扰时，其所接收到北斗卫星导航系统所发送的卫星时间信号会出现不连续、不准确，甚至是无法接收到信号的情况，继而影响列车或者车辆在运行过程中的授时和时间同步，对列车或者车辆的运行安全造成影响。
发明内容
本发明的目的是提供了一种驾驶设备的授时方法、驾驶设备以及授时系统，利用卫星导航系统授时与驾驶设备之间授时相结合的方式将驾驶设备的时间误差控制在纳秒级别，确保了驾驶设备在授时异常情况下的授时精度。
为实现上述目的，本发明提供了一种驾驶设备的授时方法，包括：判断驾驶设备是否处于授时异常状态；若所述驾驶设备处于授时异常状态，获取与所述驾驶设备无线通信连接的目标驾驶设备在处于授时正常状态下发送的校准时间信号，所述校准时间信号为所述目标驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号；以所述校准时间信号作为授时源对所述驾驶设备进行车载设备授时。
本发明还提供了一种驾驶设备的授时方法，包括：当接到与驾驶设备无线通信连接且处于授时异常状态的目标驾驶设备发送的时间获取请求时，将所述驾驶设备在处于授时正常状态下的校准时间信号发送至所述目标驾驶设备，以供所述目标驾驶设备以所述校准时间信号作为授时源对所述驾驶设备进行车载设备授时；所述校准时间信号为所述驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号。
本发明还提供了一种驾驶设备，包括：相互连接的母钟设备、车载信号设备以及信号收发设备；所述信号收发设备用于接收卫星导航系统发送的卫星时间信号；所述车载信号设备用于判断驾驶设备是否处于授时异常状态；所述车载信号设备用于在所述驾驶设备处于授时异常状态时，通过所述信号收发设备获取与所述驾驶设备无线通信连接的目标驾驶设备在处于授时正常状态下所发送的校准时间信号，所述校准时间信号为所述目标驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号；所述母钟设备用于以所述校准时间信号作为授时源对所述驾驶设备进行车载设备授时。
本发明还提供了一种驾驶设备，包括：相互连接的母钟设备、车载信号设备以及信号收发设备；所述信号收发设备用于接收卫星导航系统发送的卫星时间信号；所述车载信号设备用于在通过所述信号收发设备接到与驾驶设备无线通信连接且处于授时异常状态的目标驾驶设备发送的时间获取请求时，通过所述信号收发设备将所述驾驶设备在处于授时正常状态下的校准时间信号发送至所述目标驾驶设备，以供所述目标驾驶设备以所述校准时间信号作为授时源对所述目标驾驶设备进行车载设备授时；所述校准时间信号为所述驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号。
本发明还提供了一种授时系统，包括：多个驾驶设备，每个所述驾驶设备用于执行上述第一项的授时方法，与上述第二项的授时方法。
本发明实施例中，在驾驶设备自身的授时源可靠性较低时，通过与驾驶设备通信连接的目标驾驶设备来获取更加可靠的授时源来对驾驶设备中车载设备进行授时，利用卫星导航系统授时与驾驶设备之间授时相结合的方式将驾驶设备的时间误差控制在纳秒级别，确保了驾驶设备在授时异常情况下的授时精度，即确保了驾驶设备时间的准确度，提高了驾驶设备运行控制的安全等级，保证驾驶设备的安全、稳定运行。
在一个实施例中，所述获取与所述驾驶设备无线通信连接的目标驾驶设备在处于授时正常状态下发送的校准时间信号，包括：从与所述驾驶设备无线通信连接的多个参照驾驶设备中选取处于授时正常状态的所述参照驾驶设备作为所述目标驾驶设备；向所述目标驾驶设备发送时间获取请求，并接收所述目标驾驶设备返回的所述校准时间信号。
在一个实施例中，所述从与所述驾驶设备无线通信连接的多个参照驾驶设备中选取处于授时正常状态的所述参照驾驶设备作为所述目标驾驶设备，包括：从与所述驾驶设备无线通信连接的多个参照驾驶设备中选取处于授时正常状态且与所述驾驶设备距离最近的所述参照驾驶设备作为所述目标驾驶设备。
在一个实施例中，所述判断驾驶设备是否处于授时异常状态，包括：根据接收到的与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备所发送的定位信息，确定所述驾驶设备是否处于授时异常状态，其中所述定位信息用于表征所述目标地面信号设备的位置。
在一个实施例中，所述根据接收到的与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备所发送的定位信息，确定所述驾驶设备是否处于授时异常状态，包括：判断所述目标地面信号设备发送的所述定位信息是否位于预设的位置信息库中；若所述目标地面信号设备发送的所述定位信息位于预设的位置信息库中，确定所述驾驶设备处于授时异常状态。
在一个实施例中，在所述以所述校准时间信号作为授时源对所述驾驶设备进行车载设备授时之后，还包括：若驾驶设备恢复授时正常状态，以接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号作为授时源对所述驾驶设备进行车载设备授时。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例中的驾驶设备的授时方法的具体流程图；
图2是图1中的驾驶设备的授时方法的步骤102的具体流程图；
图3是根据本发明第二实施例中的驾驶设备的授时方法的具体流程图；
图4是根据本发明第二实施例中的驾驶设备、参照驾驶设备以及卫星导航系统的连接示意图；
图5是根据本发明第三实施例中的驾驶设备的授时方法的具体流程图；
图6是根据本发明第四实施例中的驾驶设备的授时方法的具体流程图；
图7是根据本发明第五实施例中的驾驶设备、参照驾驶设备以及卫星导航系统的连接示意图；
图8是根据本发明第五实施例中的驾驶设备与卫星导航系统连接的方框示意图；
图9是根据本发明第七实施例中的驾驶设备、目标地面信号设备以及卫星导航系统连接的方框示意图；
图10是根据本发明第七实施例中的驾驶设备、目标地面信号设备以及卫星导航系统连接的方框示意图；其中车载信号设备包括：车载控制器、点式信息接收模块以及车载通信模块。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。
在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“或/和”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。
在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
本发明第一实施方式涉及一种驾驶设备的授时方法，用于对驾驶设备的车载设备进行授时，驾驶设备例如为动车组列车、轨道交通列车、车辆(油车、新能源车、油电混合车辆)等。需要说明的是，本实施例以及之后的实施例中均以驾驶设备为动车组列车为例进行说明。
本实施方式的驾驶设备的授时方法的具体流程如图1所示。
步骤101，判断驾驶设备是否处于授时异常状态。若是，则进入步骤102；若否，则进入步骤104。
具体而言，以驾驶设备为列车为例，列车在运行过程中会通过车载卫星通信设备与卫星导航系统进行通信，实时接收卫星导航系统(例如为北斗卫星导航系统、GPS卫星导航系统或者天基卫星导航系统等)发送的卫星时间信号，并以此卫星时间信号作为列车的母钟设备的授时源，由母钟设备对列车中的车载设备进行授时，实现列车中车载设备之间的时间同步。
在列车经过车站、隧道等非开放空间时，列车与卫星导航系统之间的通信连接会受到干扰，导致卫星时间信号出现断续甚至接收不到的情况，列车可以在卫星时间信号出现连续多次通断、或者持续一定时间接收不到卫星时间信号时，此时列车所接收到的卫星时间信号不准确，列车处于授时异常状态。
步骤102，获取与驾驶设备无线通信连接的目标驾驶设备在处于授时正常状态下发送的校准时间信号，校准时间信号为目标驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号。
在一个例子中，请参考图2，步骤102包括以下子步骤：
子步骤1021，从与驾驶设备无线通信连接的多个参照驾驶设备中选取处于授时正常状态的参照驾驶设备作为目标驾驶设备。
子步骤1022，向目标驾驶设备发送时间获取请求，并接收目标驾驶设备返回的校准时间信号。
具体而言，驾驶设备可以与预设距离范围内的其他驾驶设备无线通信连接，这些驾驶设备可以称为参照驾驶设备。驾驶设备在自身处于授时异常状态下时，向与其无线通信连接的参照驾驶设备发送查询请求，获取各参照驾驶设备的授时状态，并将任意一个或多个处于授时正常状态的的参照驾驶设备作为目标驾驶设备，随后驾驶设备向目标驾驶设备发送时间获取请求，目标驾驶设备在接收到该时间获取请求时，将自身接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号作为时间校准信号发送给当前处于授时异常状态的驾驶设备，由于目标驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号是准确的，因此驾驶设备认为接收到的时间校准信号为可靠的卫星时间信号，驾驶设备会将该时间校准信号作为授时源发送给母钟设备。
步骤103，以校准时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。
具体而言，驾驶设备的母钟设备以来源于目标驾驶设备的时间校准信号作为授时源对驾驶设备中的车载设备进行授时，实现驾驶设备中车载设备之间的时间同步。由于时间校准信号为目标驾驶设备所接收到的卫星时间信号，目标驾驶设备处于授时正常状态，因此驾驶设备相当于以卫星导航系统所发送的卫星时间信号作为授时源来对驾驶设备的车载设备进行正常授时，保证了驾驶设备授时的精度。
本实施例中，驾驶设备在运行过程中会持续判断驾驶设备是否处于授时异常状态，当驾驶设备退出授时异常状态时，驾驶设备会重新以接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。
步骤104，以接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。
具体而言，驾驶设备在自身处于授时正常状态时，即接收到的卫星时间信号处于正常状态，此时驾驶设备的母钟设备以该卫星时间信号作为授时源对车载设备进行授时，实现驾驶设备中车载设备之间的时间同步。
以驾驶设备为动车组列车为例，本实施例中可以实现统一的列车内部时间同步与列车之间时间同步，将处于异常授时状态的列车与处于正常授时状态的列车之间进行时间同步，减小了列车之间的时间误差，提升了高速运行的动车组列车的安全级别，减小了列车在高速运行过程中对轨旁设备的依赖，实现了列车在静态、动态、有遮挡、无遮挡等各种状态下的时间同步，使得列车在各种状态下均能够稳定、持续、可靠地接收高精度的卫星时间信号。
本实施例中，驾驶设备还可以按照设定的周期从另一卫星导航系统获取卫星时间信号，从而驾驶设备可以对当前接收到的卫星时间信号做校准，确保自身授时的准确度。
本实施例提供了一种驾驶设备的授时方法，驾驶设备在自身处于授时异常状态时，获取与驾驶设备无线通信连接的目标驾驶设备在处于授时正常状态下发送的校准时间信号，校准时间信号为目标驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号，继而以该校准时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。即在驾驶设备自身的授时源可靠性较低时，通过与驾驶设备通信连接的目标驾驶设备来获取更加可靠的授时源来对驾驶设备中车载设备进行授时，利用卫星导航系统授时与驾驶设备之间授时相结合的方式将驾驶设备的时间误差控制在纳秒级别，确保了驾驶设备在授时异常情况下的授时精度，即确保了驾驶设备时间的准确度，提高了驾驶设备运行控制的安全等级，保证驾驶设备的安全、稳定运行。
本发明的第二实施例涉及一种驾驶设备的授时方法，本实施方式相对于第一实施方式而言：本实施例提供了从与驾驶设备无线通信连接的多个参照驾驶设备中选取处于授时正常状态的参照驾驶设备作为目标驾驶设备的一种具体实现方式。
本实施例的驾驶设备的授时方法的具体流程如图3所示。
步骤201，判断驾驶设备是否处于授时异常状态。若是，则进入步骤202；若否，则进入步骤204。与第一实施例中的步骤101大致相同，在此不再赘述。
步骤202包括以下子步骤：
子步骤2021，从与驾驶设备无线通信连接的多个参照驾驶设备中选取处于授时正常状态且与驾驶设备距离最近的参照驾驶设备作为目标驾驶设备。
子步骤2022，向目标驾驶设备发送时间获取请求，并接收目标驾驶设备返回的校准时间信号。
举例来说，请参考图4，以与驾驶设备i无线通信连接的参照驾驶设备数量为2N，位于驾驶设备前方的参照驾驶设备的数量为N，分别为参照驾驶设备i+1、参照驾驶设备i+2、…、参照驾驶设备i+N，位于驾驶设备后方的参照驾驶设备的数量为N，分别为参照驾驶设备i-1、参照驾驶设备i-2、…、参照驾驶设备i-N。驾驶设备i在自身处于授时异常状态下时，会先查询前方相邻的参照驾驶设备i+1的授时状态，若参照驾驶设备i+1处于授时正常状态，则驾驶设备i会将参照驾驶设备i+1作为目标驾驶设备；若参照驾驶设备i+1处于授时异常状态，驾驶设备i则继续查询后方相邻的参照驾驶设备i-1的授时状态，若参照驾驶设备i-1处于授时正常状态，则驾驶设备i会将参照驾驶设备i-1作为目标驾驶设备；若参照驾驶设备i-1处于授时异常状态，驾驶设备i则继续查询前方的参照驾驶设备i+2的授时状态，依次类推，直至查询到处于授时正常状态的参照驾驶设备，将查询到的第一个处于授时正常状态的参照驾驶设备作为目标驾驶设备。
随后驾驶设备向目标驾驶设备发送时间获取请求，目标驾驶设备在接收到该时间获取请求时，将自身接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号作为时间校准信号发送给当前处于授时异常状态的驾驶设备，由于目标驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号是准确的，因此驾驶设备认为接收到的时间校准信号为可靠的卫星时间信号，驾驶设备会将该时间校准信号作为授时源发送给母钟设备。
步骤203，以校准时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。与第一实施例中的步骤103大致相同，在此不再赘述。
步骤204，以接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。与第一实施例中的步骤104大致相同，在此不再赘述。
本发明的第三实施例涉及一种驾驶设备的授时方法，本实施方式相对于第一实施方式而言：本实施例提供了判断驾驶设备是否处于授时异常状态的一种具体实现方式。
本实施例的驾驶设备的授时方法的具体流程如图5所示。
步骤301，根据接收到的与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备所发送的定位信息，确定驾驶设备是否处于授时异常状态。若是，则进入步骤302；若否，则进入步骤304。
在一个例子中，根据接收到的与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备所发送的定位信息，确定驾驶设备是否处于授时异常状态，包括：判断目标地面信号设备发送的定位信息是否位于预设的位置信息库中；若目标地面信号设备发送的定位信息位于预设的位置信息库中，则确定驾驶设备处于授时异常状态；若目标地面信号设备发送的定位信息不在预设的位置信息库中，则确定驾驶设备处于授时正常状态。
具体而言，以驾驶设备为列车为例，地面信号设备可以为布设在列车行驶路径上的轨旁设备，地面信号设备可以按照列车行驶路径进行区间化布设，在车站、隧道等非开放空间中一般均有布设地面信号设备。当列车接近时，地面信号设备可以通过用于铁路通信及应用的无线通信网络(Global System for Mobile Communications–Railway，GSM-R)与列车无线通信连接。地面信号设备可以通过地面卫星通信设备与卫星导航系统进行通信，实时接收卫星导航系统(例如为北斗卫星导航系统、GPS卫星导航系统或者天基卫星导航系统等)发送的卫星时间信号，并以此卫星时间信号作为授时源完成地面设备的授时，实现地面列车运行控制系统、设备以及车辆调度管理设备等设备之间的时间同步。
每个地面信号设备中预设了自身的定位信息，该定位信息用于指示地面信号设备所处的位置；定位信息例如为地面信号设备的经纬度坐标。
列车与目标地面信号设备无线通信连接时，目标地面信号设备将自身的定位信息发送给列车，该定位信息也就是列车当前所处的位置，列车中预设了位置信息库，位置信息库中包括对列车接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号存在干扰的至少一个位置信息，位置信息库相当于在列车中形成了一个数字地图；列车会将接收到的定位信息与位置信息库的位置信息进行对比，当定位信息位于位置信息库中时，说明定位信息处于数字地图上，判定列车所处的位置会对列车所接收到的卫星时间信号产生干扰，导致列车所接收到的卫星时间信号不准确，此时判定列车处于授时异常状态，进入步骤302与步骤303，获取与驾驶设备无线通信连接的目标驾驶设备在处于授时正常状态下发送的校准时间信号，并以该校准时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。在一个例子中，位置信息库包括：用于指示非开放空间的至少一个位置信息；非开放空间例如为车站、隧道等。
当定位信息不在位置信息库中时，判定列车处于授时正常状态，进入步骤304以接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。
本实施例中，列车在运行过程中会持续根据接收到的与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备所发送的定位信息，确定驾驶设备是否处于授时异常状态；当列车离开当前位置时，会判定列车恢复授时正常状态，列车会重新以接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。
步骤302，获取与驾驶设备无线通信连接的目标驾驶设备在处于授时正常状态下发送的校准时间信号，校准时间信号为目标驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号。与第一实施例中的步骤102大致相同，在此不再赘述。
步骤303，以校准时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。与第一实施例中的步骤103大致相同，在此不再赘述。
步骤304，以接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。与第一实施例中的步骤104大致相同，在此不再赘述。
本发明第四实施方式涉及一种驾驶设备的授时方法，用于对出现异常授时情况的驾驶设备进行车载设备授时，驾驶设备例如为动车组列车、轨道交通列车、车辆(油车、新能源车、油电混合车辆)等。需要说明的是，本实施例以及之后的实施例中均以驾驶设备为动车组列车为例进行说明。
本实施方式的驾驶设备的授时方法的具体流程如图6所示。
步骤401，判断是否接收到与驾驶设备无线通信连接且处于授时异常状态的目标驾驶设备发送的时间获取请求。若是，则进入步骤402；若否，则直接结束。
步骤402，将驾驶设备在处于授时正常状态下的校准时间信号发送至目标驾驶设备，以供目标驾驶设备以校准时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时；校准时间信号为驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号。
具体而言，目标驾驶设备为驾驶设备无线通信连接的另一驾驶设备，目标驾驶设备在处于授时异常状态时，会向处于授时正常状态的驾驶设备发送时间获取请求，驾驶设备在接收到目标驾驶设备所发送的时间获取请求时，会将自身接收到的卫星导航系统所发送的卫星时间信号作为时间校准信号发送给目标驾驶设备，目标驾驶设备则会以校准时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。
本发明第五实施方式涉及一种驾驶设备，驾驶设备例如为动车组列车、轨道交通列车、车辆(油车、新能源车、油电混合车辆)等。
请参考图7与图8，驾驶设备100包括：相互连接的母钟设备1、车载信号设备2以及信号收发设备3。每个驾驶设备100与预设距离范围内各参照驾驶设备200之间通过信号收发设备3实现无线通信连接，驾驶设备100与各参照驾驶设备200均与卫星导航系统300无线通信连接(图中未示出)。
信号收发设备3还用于接收卫星导航系统300发送的卫星时间信号，即信号收发设备3为信号收发一体机，其能够用于实现驾驶设备之间的无线通信连接，也能够用于驾驶设备与卫星导航系统之间的通信连接。举例来说，现有的动车组列车中均配备的GPS通信设备，则可以对该GPS通信设备进行改造得到基于卫星通信的信号收发一体机。需要说明的是，本实施例中仅示出了本发明所需的驾驶设备100中的设备，驾驶设备100还可以包括其他设备，例如，用于测量并记录驾驶设备100行驶速度的测速模块，用于记录驾驶设备100出现授时异常情况的运行管理记录单元，用于记录驾驶设备100维护信息的设备维护记录单元等，在此不再一一进行赘述。
车载信号设备2用于判断驾驶设备100是否处于授时异常状态。
车载信号设备2用于在驾驶设备100处于授时异常状态时，通过信号收发设备3获取与驾驶设备100无线通信连接的目标驾驶设备在处于授时正常状态下所发送的校准时间信号，校准时间信号为目标驾驶设备所接收到的卫星导航系统300发送的卫星时间信号。
在一个例子中，车载信号设备2用于在驾驶设备100处于授时异常状态时，从与驾驶设备100无线通信连接的多个参照驾驶设备200中选取处于授时正常状态的参照驾驶设备200作为目标驾驶设备，并向目标驾驶设备发送时间获取请求，并接收目标驾驶设备返回的校准时间信号。具体的，驾驶设备100在自身处于授时异常状态下时，向与其无线通信连接的参照驾驶设备200发送查询请求，获取各参照驾驶设备200的授时状态，并将任意一个或多个处于授时正常状态的的参照驾驶设备200作为目标驾驶设备，随后驾驶设备100向目标驾驶设备发送时间获取请求，目标驾驶设备在接收到该时间获取请求时，将自身接收到的卫星导航系统300发送的卫星时间信号作为时间校准信号发送给当前处于授时异常状态的驾驶设备100，由于目标驾驶设备所接收到的卫星导航系统300发送的卫星时间信号是准确的，因此驾驶设备100认为接收到的时间校准信号为可靠的卫星时间信号，驾驶设备100会将该时间校准信号作为授时源发送给母钟设备1。
母钟设1备用于以校准时间信号作为授时源对驾驶设备100进行车载设备授时。具体的，驾驶设备100的母钟设备1以来源于目标驾驶设备的时间校准信号作为授时源对驾驶设备100中的车载设备进行授时，实现驾驶设备100中车载设备之间的时间同步。由于时间校准信号为目标驾驶设备所接收到的卫星时间信号，目标驾驶设备处于授时正常状态，因此驾驶设备100相当于以卫星导航系统300所发送的卫星时间信号作为授时源来对驾驶设备100的车载设备进行正常授时，保证了驾驶设备100授时的精度。
本实施例中，驾驶设备100在运行过程中会持续判断驾驶设备100是否处于授时异常状态，当驾驶设备退出授时异常状态时，即驾驶设备100恢复授时正常状态，驾驶设备100会重新以接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号作为授时源对驾驶设备100进行车载设备授时。
以驾驶设备100为动车组列车为例，本实施例中可以实现统一的列车内部时间同步与列车之间时间同步，将处于异常授时状态的列车与处于正常授时状态的列车之间进行时间同步，减小了列车之间的时间误差，提升了高速运行的动车组列车的安全级别，减小了列车在高速运行过程中对轨旁设备的依赖，实现了列车在静态、动态、有遮挡、无遮挡等各种状态下的时间同步，使得列车在各种状态下均能够稳定、持续、可靠地接收高精度的卫星时间信号。
本实施例中，驾驶设备100还可以按照设定的周期从另一卫星导航系统获取卫星时间信号，从而驾驶设备100可以对当前接收到的卫星时间信号做校准，确保自身授时的准确度。
本发明的第六实施例涉及一种驾驶设备，本实施方式相对于第五实施方式而言：车载信号设备2用于从与驾驶设备100无线通信连接的多个参照驾驶设备200中选取处于授时正常状态且与驾驶设备100距离最近的参照驾驶设备200作为目标驾驶设备。
请参考图4，以与驾驶设备i无线通信连接的参照驾驶设备数量为2N，位于驾驶设备前方的参照驾驶设备的数量为N，分别为参照驾驶设备i+1、参照驾驶设备i+2、…、参照驾驶设备i+N，位于驾驶设备后方的参照驾驶设备的数量为N，分别为参照驾驶设备i-1、参照驾驶设备i-2、…、参照驾驶设备i-N。驾驶设备i在自身处于授时异常状态下时，会先查询前方相邻的参照驾驶设备i+1的授时状态，若参照驾驶设备i+1处于授时正常状态，则驾驶设备i会将参照驾驶设备i+1作为目标驾驶设备；若参照驾驶设备i+1处于授时异常状态，驾驶设备i则继续查询后方相邻的参照驾驶设备i-1的授时状态，若参照驾驶设备i-1处于授时正常状态，则驾驶设备i会将参照驾驶设备i-1作为目标驾驶设备；若参照驾驶设备i-1处于授时异常状态，驾驶设备i则继续查询前方的参照驾驶设备i+2的授时状态，依次类推，直至查询到处于授时正常状态的参照驾驶设备，将查询到的第一个处于授时正常状态的参照驾驶设备200作为目标驾驶设备。
本发明的第七实施例涉及一种驾驶设备，本实施方式相对于第五实施方式而言：本实施例提供了判断驾驶设备是否处于授时异常状态的一种具体实现方式。
请参考图9，车载信号设备2用于根据接收到的与驾驶设备100无线通信连接的目标地面信号设备200所发送的定位信息，确定驾驶设备100是否处于授时异常状态，其中定位信息用于表征目标地面信号设备200的位置。具体的，驾驶设备100与地面信号设备200无线通信连接，具体方式为通过用于铁路通信及应用的无线通信网络(Global System forMobile Communications–Railway，GSM-R)进行通信连接。
以驾驶设备100为列车为例，地面信号设备200可以为布设在列车行驶路径上的轨旁设备，地面信号设备200可以按照列车行驶路径进行区间化布设，在车站、隧道等非开放空间中一般均有布设地面信号设备200。当列车接近时，地面信号设备100可以通过GSM-R的无线通信网络与列车无线通信连接。
在一个例子中，请参考图10，车载信号设备2包括：相互连接的车载控制器21、点式信息接收模块22以及车载通信模块23；车载控制器21分别与车载卫星通信设备3以及母钟设备1通信连接；驾驶设备100通过车载通信模块23与地面信号设备200无线通信连接。
车载控制器21用于通过点式信息接收模块22获取目标地面信号设备200发送的定位信息。具体而言，每个地面信号设备200中预设了自身的定位信息，该定位信息用于指示地面信号设备所处的位置；定位信息例如为地面信号设备的经纬度坐标。
目标地面信号设备200在与驾驶设备100无线通信连接后，驾驶设备100的点式信息接收模块22会通过车载通信模块23接收目标地面信号设备200发送的自身的定位信息，点式信息接收模块22再将该定位信息发送至车载控制器21。
车载控制器21用于判断目标地面信号设备200发送的定位信息是否位于预设的位置信息库中，并在判定目标地面信号设备200发送的定位信息位于预设的位置信息库中时，确定驾驶设备100处于授时异常状态。
车载控制器21接收到的定位信息也就是驾驶设备100当前所处的位置，车载控制器21读取存储设备中预设的位置信息库，位置信息库中包括对驾驶设备100接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号存在干扰的至少一个位置信息，位置信息库相当于在驾驶设备100中形成了一个数字地图；车载控制器21会将接收到的定位信息与位置信息库的位置信息进行对比，当定位信息位于位置信息库中时，说明定位信息处于数字地图上，判定驾驶设备100所处的位置会对驾驶设备100所接收到的卫星时间信号产生干扰，导致驾驶设备100所接收到的卫星时间信号不准确，此时判定驾驶设备100处于授时异常状态，车载控制器21获取与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备200发送的地面时间信号，并以该地面时间信号作为授时源对驾驶设备100进行车载设备授时。在一个例子中，位置信息库包括：用于指示非开放空间的至少一个位置信息；非开放空间例如为车站、隧道等。
车载控制器21在判定定位信息不在位置信息库中时，判定驾驶设备100处于授时正常状态，母钟设备1以接收到的卫星导航系统300发送的卫星时间信号作为授时源对驾驶设备100进行车载设备授时。
本实施例中，驾驶设备100在运行过程中会持续根据接收到的与驾驶设备100无线通信连接的目标地面信号设备200所发送的定位信息，确定驾驶设备100是否处于授时异常状态；当驾驶设备100离开当前位置时，会判定驾驶设备100恢复授时正常状态，驾驶设备100的母钟设备1会重新以接收到的卫星导航系统300发送的卫星时间信号作为授时源对驾驶设备100进行车载设备授时。
本实施例中，驾驶设备100在运行过程中会持续根据接收到的与驾驶设备100无线通信连接的目标地面信号设备200所发送的定位信息，确定驾驶设备100是否处于授时异常状态；当驾驶设备100离开当前位置时，会判定驾驶设备100恢复授时正常状态，驾驶设备100的母钟设备1会重新以接收到的卫星导航系统300发送的卫星时间信号作为授时源对驾驶设备100进行车载设备授时。
本发明第八实施方式涉及一种驾驶设备，驾驶设备例如为动车组列车、轨道交通列车、车辆(油车、新能源车、油电混合车辆)等。
请参考图8，驾驶设备100包括：相互连接的母钟设备1、车载信号设备2以及信号收发设备3。
信号收发设备3用于接收卫星导航系统300发送的卫星时间信号，具体的，信号收发设备3为信号收发一体机，其能够用于实现驾驶设备之间的无线通信连接，也能够用于驾驶设备与卫星导航系统之间的通信连接。举例来说，现有的动车组列车中均配备的GPS通信设备，则可以对该GPS通信设备进行改造得到基于卫星通信的信号收发一体机。
车载信号设备2用于在通过信号收发设备接到与驾驶设备100无线通信连接且处于授时异常状态的目标驾驶设备发送的时间获取请求时，通过信号收发设备3将驾驶设备100在处于授时正常状态下的校准时间信号发送至目标驾驶设备，以供目标驾驶设备以校准时间信号作为授时源对目标驾驶设备进行车载设备授时；校准时间信号为驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号。
本发明第九实施方式涉及一种授时系统，包括：多个驾驶设备，每个驾驶设备用于执行第一至第三实施例中任一项的授时方法，与第四实施例中的授时方法。即每个驾驶设备可以自身处于授时异常状态时，通过与其无线通信连接的其他处于授时正常状态的驾驶设备实现正常授时；同时每个驾驶设备也可以在自身处于授时正常状态时，协助与其无线通信连接且处于授时异常状态的驾驶设备进行正常授时。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。
考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

Claims (12)

1.一种驾驶设备的授时方法，其特征在于，包括：
判断驾驶设备是否处于授时异常状态；
若所述驾驶设备处于授时异常状态，获取与所述驾驶设备无线通信连接的目标驾驶设备在处于授时正常状态下发送的校准时间信号，所述校准时间信号为所述目标驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号；
以所述校准时间信号作为授时源对所述驾驶设备进行车载设备授时；
其中，所述判断驾驶设备是否处于授时异常状态，包括：
根据接收到的与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备所发送的定位信息，确定所述驾驶设备是否处于授时异常状态，其中所述定位信息用于表征所述目标地面信号设备的位置；所述根据接收到的与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备所发送的定位信息，确定所述驾驶设备是否处于授时异常状态，包括：
判断所述目标地面信号设备发送的所述定位信息是否位于预设的位置信息库中；
若所述目标地面信号设备发送的所述定位信息位于预设的位置信息库中，确定所述驾驶设备处于授时异常状态。
2.根据权利要求1所述的驾驶设备的授时方法，其特征在于，所述获取与所述驾驶设备无线通信连接的目标驾驶设备在处于授时正常状态下发送的校准时间信号，包括：
从与所述驾驶设备无线通信连接的多个参照驾驶设备中选取处于授时正常状态的所述参照驾驶设备作为所述目标驾驶设备；
向所述目标驾驶设备发送时间获取请求，并接收所述目标驾驶设备返回的所述校准时间信号。
3.根据权利要求2所述的驾驶设备的授时方法，其特征在于，所述从与所述驾驶设备无线通信连接的多个参照驾驶设备中选取处于授时正常状态的所述参照驾驶设备作为所述目标驾驶设备，包括：
从与所述驾驶设备无线通信连接的多个参照驾驶设备中选取处于授时正常状态且与所述驾驶设备距离最近的所述参照驾驶设备作为所述目标驾驶设备。
4.根据权利要求1所述的驾驶设备的授时方法，其特征在于，在所述以所述校准时间信号作为授时源对所述驾驶设备进行车载设备授时之后，还包括：
若驾驶设备恢复授时正常状态，以接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号作为授时源对所述驾驶设备进行车载设备授时。
5.一种驾驶设备的授时方法，其特征在于，包括：
当接到与驾驶设备无线通信连接且处于授时异常状态的目标驾驶设备发送的时间获取请求时，将所述驾驶设备在处于授时正常状态下的校准时间信号发送至所述目标驾驶设备，以供所述目标驾驶设备以所述校准时间信号作为授时源对所述目标驾驶设备进行车载设备授时；所述校准时间信号为所述驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号；其中，当与所述目标驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备所发送的定位信息位于预设的位置信息库中时，确定所述目标驾驶设备处于授时异常状态。
6.一种驾驶设备，其特征在于，包括：相互连接的母钟设备、车载信号设备以及信号收发设备；
所述信号收发设备用于接收卫星导航系统发送的卫星时间信号；
所述车载信号设备用于判断驾驶设备是否处于授时异常状态；
所述车载信号设备用于在所述驾驶设备处于授时异常状态时，通过所述信号收发设备获取与所述驾驶设备无线通信连接的目标驾驶设备在处于授时正常状态下所发送的校准时间信号，所述校准时间信号为所述目标驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号；
所述车载信号设备用于根据接收到的与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备所发送的定位信息，确定所述驾驶设备是否处于授时异常状态，其中所述定位信息用于表征所述目标地面信号设备的位置；所述车载信号设备用于判断所述目标地面信号设备发送的所述定位信息是否位于预设的位置信息库中，并在判定所述目标地面信号设备发送的所述定位信息位于预设的位置信息库中时，确定所述驾驶设备处于授时异常状态；
所述母钟设备用于以所述校准时间信号作为授时源对所述驾驶设备进行车载设备授时。
7.根据权利要求6所述的驾驶设备，其特征在于，所述车载信号设备用于在所述驾驶设备处于授时异常状态时，从与所述驾驶设备无线通信连接的多个参照驾驶设备中选取处于授时正常状态的所述参照驾驶设备作为所述目标驾驶设备；
所述车载信号设备还用于向所述目标驾驶设备发送时间获取请求，并接收所述目标驾驶设备返回的所述校准时间信号。
8.根据权利要求7所述的驾驶设备，其特征在于，所述车载信号设备用于从与所述驾驶设备无线通信连接的多个参照驾驶设备中选取处于授时正常状态且与所述驾驶设备距离最近的所述参照驾驶设备作为所述目标驾驶设备。
9.根据权利要求6所述的驾驶设备，其特征在于，所述车载信号设备包括：相互连接的车载控制器、点式信息接收模块以及车载通信模块；所述车载控制器分别与车载卫星通信设备以及所述母钟设备通信连接；所述驾驶设备通过所述车载通信模块与地面信号设备无线通信连接；
所述车载控制器用于通过所述点式信息接收模块获取所述目标地面信号设备发送的定位信息；
所述车载控制器用于判断所述目标地面信号设备发送的所述定位信息是否位于预设的位置信息库中，并在判定所述目标地面信号设备发送的所述定位信息位于预设的位置信息库中时，确定所述驾驶设备处于授时异常状态。
10.根据权利要求7所述的驾驶设备，其特征在于，所述车载信号设备用于在所述驾驶设备恢复授时正常状态时，以接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号作为授时源对所述驾驶设备进行车载设备授时。
11.一种驾驶设备，其特征在于，包括：相互连接的母钟设备、车载信号设备以及信号收发设备；
所述信号收发设备用于接收卫星导航系统发送的卫星时间信号；
所述车载信号设备用于在通过所述信号收发设备接到与驾驶设备无线通信连接且处于授时异常状态的目标驾驶设备发送的时间获取请求时，通过所述信号收发设备将所述驾驶设备在处于授时正常状态下的校准时间信号发送至所述目标驾驶设备，以供所述目标驾驶设备以所述校准时间信号作为授时源对所述目标驾驶设备进行车载设备授时；所述校准时间信号为所述驾驶设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号；其中，当与所述目标驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备所发送的定位信息位于预设的位置信息库中时，确定所述目标驾驶设备处于授时异常状态。
12.一种授时系统，其特征在于，包括：多个驾驶设备，每个所述驾驶设备用于执行权利要求1至4中任一项所述的授时方法，与权利要求5所述的授时方法。
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