CN201592724U - 一种列控车载设备的时间同步系统 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
本实用新型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。
背景技术
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。
实用新型内容
本实用新型为解决在现有的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。
本实用新型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是本实用新型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
本实用新型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2×2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2×2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：
(1)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，能够最大限度地加快ATP系统反应速度，提高ATP系统的可用性。
(4)ATP系统中故障的计算机在排除故障后的时间同步：若一个从时间同步单元22或一个从时间同步单元22所在的系统计算机故障，则将故障的从时间同步单元22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22调整为与主时间同步单元21同步的时间。对于发生故障的ATP系统计算机或计算机中的从时间同步单元22，可以采用自动重启计算机的方法修复故障，重启后的计算机中的从时间同步单元22可以与主时间同步单元21完成时间同步，实现自动插入正常工作的同步时间点，重新实现四机时间同步，进一步提高了ATP系统的可用性。
本具体实施方式采用硬件完成时间同步，使得应用层的使用变得更简单，当多机同步时，主时间同步单元通过自身来判断同步数据的正确性，当时间同步正常时发送同步中断给ATP系统应用层。由于时间同步方式的独立，并且设置了多种校验方式，使得时间同步的安全性和可靠性更高，并且由硬件中断完成同步，其同步精度可达us级。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (5)
1.一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。
2.根据权利要求1所述的时间同步系统，其特征在于，所述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。
3.根据权利要求1所述的时间同步系统，其特征在于，所述主时间同步单元还包括：
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。
4.根据权利要求1所述的时间同步系统，其特征在于，所述主时间同步单元还包括：
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从时间同步单元的连接。
5.根据权利要求1所述的时间同步系统，其特征在于，所述主时间同步单元还包括：
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。
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Publications (1)
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