高速综合检测列车的高精度时钟同步技术研究

作者：王凡; 戴鹏; 刘俊博; 李茂; 袁立; 王纪坤; 赵德华

来源：铁道标准设计, 2023, 1-9.

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.202304250002

• 高速综合检测列车
• 精确时间协议
• 时钟同步
• 全球导航卫星系统
• IEEE1588 v2协议

高速综合检测列车各检测系统时间的精确同步是确保各系统数据时空一致性的关键技术。以满足450 km/h检测速度条件下的高精度同步为目标，提出一种基于精确时间协议（PTP）的高精度时钟同步框架。该框架采用“一主多从”的网络结构，主节点为车载高精度时间服务器，接收全球导航卫星系统（GNSS）提供的精确授时。通过采用IEEE1588 v2协议作为主通讯协议搭建同步网络，并采用三层万兆PTP工业以太网交换机搭建光纤传输网络连接各从节点（专项检测系统）。对多级路由接入、长距离传输、实时/非实时操作系统平台等不同工况下的时间同步性能进行测试分析。试验结果表明：该时间同步框架可确保各检测系统主控制器系统之间的时间同步误差在微秒级，可确保在最高450 km/h运行速度下同一时刻各系统数据的空间对齐误差＜1cm；时钟同步性能基本不受同步网络线缆长度和多级路由层数影响；各系统主控器需运行实时操作系统接入同步网络，才可保证各系统对数据进行时间标记操作时的同步精度。

• 单位
  北京航天测控技术有限公司; 中国铁道科学研究院集团有限公司