一种列控车载设备的时间同步系统技术方案

一种列控车载设备的时间同步系统，属于铁路安全控制技术领域，以解决在现有的列控车载ATP系统设备的时间同步技术中，存在时间同步精度较低、安全性和可靠性较差的问题。本实用新型专利技术包括4个时间同步单元，设备同时上电，先发起同步需求者为主时间同步单元，其他均为从时间同步单元，主时间同步单元的两端分别连接一个从时间同步单元，用于为连接的从时间同步单元提供调整时间同步的时间标准；多个从时间同步单元的两端分别连接一个从时间同步单元或者一端连接一个主时间同步单元一端连接一个从时间同步单元，用于将本地时间调整为与主时间同步单元同步的时间，本实用新型专利技术通过硬件实现多机实时时间同步，具有较高的同步精度、安全性和可靠性也较高。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种列控车载设备的时间同步系统，属于铁路安全控制技术领 域。
技术介绍
ATP (Automatic Train Protection，列车超速防护)系统是列控车载设备的核心 设备和关键技术。冗余结构的安全计算机是ATP系统的核心模块，既承担着整套系统与外 部其他模块的信息接收、处理、输出，而且承担整体系统的控制计算，负责保证系统安全。冗 余安全计算机系统负责向接收列车运行过程中各种模块信息，进行铁路控制逻辑运行，并 传递给运行控制数据给外接DMI显示设备，而上述所有控制过程都需要在系统中所有的设 备在同步的时间标准下完成，对时间同步具有高可靠性、高实时性、高安全性的要求。随 着铁路的高速发展，传统的冗余安全计算机已不能满足铁路安全至上的要求。因此，符合 CTCS2/CTCS3级需求的安全冗余计算级的ATP系统设备具有很大的市场需求和应用前景。现有铁路应用的ATP系统设备的时间同步方式采用多为网络或者串口数据同步， 即多机 之间采用网络或者串口连接，通过网络或者串口发送同步数据帧，由应用程序来判 断接收的数据帧是否正确，并且由应用程序来进行超时处理。具体技术方案如图1所示各 个计算机通过网络或者串口连接，并且要求每个计算机发出的同步数据其他三个计算机都 能接收到。当工作时，计算机由应用程序发出同步帧数据，同时准备接收另外三台计算机的 同步数据，当应用层接收到另外三台计算机的同步数据时，并且判断接收正确时则为同步 成功。当未能接收到另外三台计算机的同步数据时，启动系统的超时计时器判断是否超过 超时时间，如果超过了超时时间则为同步失败。因此，在现有的ATP系统设备的时间同步技术中，存在时间同步的过程需要应用 层参与，占用系统资源较多，容易被其它应用程序影响且应用程序本身的不稳定，导致了时 间同步精度较低、安全性和可靠性较差的问题。
技术实现思路
本技术为解决在现有的ATP系统设备的时间同步技术中，存在时间同步精度 较低、安全性和可靠性较差的问题，提出了一种列控车载设备的时间同步系统，包括主时间同步单元，设置在ATP系统的计算机中，两端分别连接一个从时间同步单 元，用于为连接的从时间同步单元提供调整时间同步的时间标准；多个从时间同步单元，设置在ATP系统的计算机中，两端分别连接一个从时间同 步单元或者一端连接一个主时间同步单元一端连接一个从时间同步单元，用于将本地时间 调整为与主时间同步单元同步的时间。本技术通过硬件实现多机实时时间同步，解决了由软件实现同步占用系统资 源较多、容易被其它应用程序影响及应用程序本身不稳定的问题，具有较高的同步精度、安 全性和可靠性也较高。附图说明图1是现有技术的一种时间同步系统结构示意图；图2是本技术的具体实施方式提供的一种列控车载设备时间同步系统的结 构示意图。具体实施方式本技术的具体实施方式提供了一种列控车载设备时间同步系统，具体可以包 括4个时间同步单元，设备同时上电，先发起同步需求者为主时间同步单元，其他均为从时 间同步单元，相应的主时间同步单元设置在ATP系统的计算机中，两端分别连接一个从时 间同步单元，用于为连接的从时间同步单元提供调整时间同步的时间标准；相应的多个从 时间同步单元分别设置在ATP系统的计算机中，两端分别连接一个从时间同步单元或者一 端连接一个主时间同步单元一端连接一个从时间同步单元，用于将本地时间调整为与主时 间同步单元同步的时间。进一步地，相应的主时间同步单元还包括用于在经过预定的等待时间后将连接的 从时间同步单元调整为与主时间同步单元同步的时间，用于在一个或多个预定的时间点将 连接的从时间同步单元调整为与主时间同步单元同步的时间，用于若一个从时间同步单元 故障或一个从时间同步单元所在的系统计算机故障，则主时间同步单元在经过预定的等待 时间后断开与故障的时间同步单元的连接，以及用于若一 个从时间同步单元或一个从时间 同步单元所在的系统计算机故障，则将故障的从时间同步单元所在的系统计算机重启，重 启后将排除故障的系统计算机的从时间同步单元调整为与主时间同步单元同步的时间。为了更清楚的说明本具体实施方式提供的一种列控车载设备时间同步系统，现以 一种2X2取2冗余结构的计算机作为ATP系统计算机来说明本具体实施方式，并且本实施 方式还可以适用5取3、3取2、以及2X2取2等同算法的多种安全计算机的方式。如图2 所示，该系统具体可以包括一个主时间同步单元21和三个从时间同步单元22。主时间同步单元21，主时间同步单元，设置在ATP系统的计算机中，两端分别连接 一个从时间同步单元，用于为连接的从时间同步单元提供调整时间同步的时间标准。在本具体实施方式中，将一个主时间同步单元21设置在ATP系统的一个计算机 中，并作为ATP系统其它计算机的时间同步基准，主时间同步单元21将与其两端连接的从 时间同步单元22分别调整为与主时间同步单元21的本地时间同步的时间。多个从时间同步单元22，多个从时间同步单元，设置在ATP系统的计算机中，两端 分别连接一个从时间同步单元或者一端连接一个主时间同步单元一端连接一个从时间同 步单元，用于将本地时间调整为与主时间同步单元同步的时间。设置在ATP系统计算机中的三个从时间同步单元22都将本地时间调整为与主时 间同步单元21的本地时间同步，其中与主时间同步单元21的两端连接的两个从时间同步 单元22将本地时间调整为与主时间同步单元21的本地时间同步，两端都与从时间同步单 元22连接的从时间同步单元22将本地时间调整为与任意一个连接的从时间同步单元22 的本地时间同步。进一步地，为了能够将同步精度达到US级，本具体实施方式还提供了多种在突发情况下的时间同步解决方案，具体可以包括(I)ATP系统计算机启动时的时间同步主时间同步单元21在经过预定的等待时 间后将连接的从时间同步单元22调整为与主时间同步单元21同步的时间。由于ATP系 统计算机的启动速度、信号传输速度等影响，初始化完毕的时间可能有一定的差值，最短至 1秒钟，最长可达数小时，因此将主时间同步单元21的时间同步请求延迟相应的时间后发 出，可以保证与所有从时间同步单元22时间同步的准确性。(2)ATP系统计算机完成时间同步后再次进行时间同步主时间同步单元21在一 个或多个预定的时间点将连接的从时间同步单元22调整为与主时间同步单元21同步的时 间。由于ATP系统计算机运行期间可能出现计算误差，因此在完成时间同步后再运行一段 时间就可能会出现时间长的误差，因此需要重新进行时间同步。可以由主时间同步单元21 在上次时间同步两小时或更长的时间后再次与从时间同步单元22完成时间同步。(3)ATP系统中的计算机发生故障时的时间同步若一个从时间同步单元22故障 或个从时间同步单元22所在的系统计算机故障，则主时间同步单元21在经过预定的等待 时间后断开与故障的从时间同步单元22的连接。当ATP系统中的计算机或计算机中的时间 同步单元发生故障时，需要将故障的时间同步单元屏蔽才能够保证ATP系统的正常运行， 因此可以将主时间同步单元21设置为等待状态，当等待超时的此时超过预设次数时，断开 与故障的时间同步单元的连接，转换为三机同步，能够最大限度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种列控车载设备的时间同步系统，其特征在于，包括：主时间同步单元，设置在ＡＴＰ系统的计算机中，两端分别连接一个从时间同步单元，用于为连接的从时间同步单元提供调整时间同步的时间标准；多个从时间同步单元，设置在ＡＴＰ系统的计算机中，两端分别连接一个从时间同步单元或者一端连接一个主时间同步单元一端连接一个从时间同步单元，用于将本地时间调整为与主时间同步单元同步的时间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：易海旺，郑一祥，刘文博，吕书丽，徐效宁，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院通信信号研究所，北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司，北京市华铁信息技术开发总公司，
类型：实用新型
国别省市：11