驾驶设备及其授时方法、地面信号设备以及授时系统 |
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| 申请号 | CN202210078506.9 | 申请日 | 2022-01-24 | 公开(公告)号 | CN114460833A | 公开(公告)日 | 2022-05-10 |
| 申请人 | 同济大学; | 发明人 | 张雷; 秦晓洁; 张家诚; 马燕; 施莉娟; 欧冬秀; | ||||
| 摘要 | 本 发明 实施例 提供了一种驾驶设备的授时方法、系统以及驾驶设备，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地面 信号 设备发送的地面时间信号，所述地面时间信号为所述目标地面信号设备所接收到的卫星 导航系统 发送的卫星时间信号；以所述地面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 与地面信号设备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 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种驾驶设备的授时方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 驾驶设备及其授时方法、地面信号设备以及授时系统技术领域[0001] 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、系统以及驾驶设备。 背景技术[0002] 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。 [0003] 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。 [0004] 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[0005] 本发明的目的是提供了一种驾驶设备的授时方法、系统以及驾驶设备，利用卫星导航系统与地面信号设备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。 [0006] 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 连接的目标地面信号设备发送的地面时间信号，所述地面时间信号为所述目标地面信号设 备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号；以所述地面时间信号作为授时源对所述 驾驶设备进行车载设备授时。 [0007] 本发明还提供了一种驾驶设备，包括：相互连接的母钟设备、车载信号设备以及车载卫星通信设备；所述车载卫星通信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，获取与所述驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备发 送的地面时间信号，所述地面时间信号为所述目标地面信号设备所接收到的卫星导航系统 发送的卫星时间信号，并将所述地面时间信号发送到所述母钟设备；所述母钟设备用于以 所述地面时间信号作为授时源对所述驾驶设备进行车载设备授时。 [0008] 本发明还提供了一种地面信号设备，包括：相互连接的信号处理设备与地面卫星通信设备；所述信号处理设备与驾驶设备无线通信连接；所述地面卫星通信设备用于接收 卫星导航系统发送的卫星时间信号；所述信号处理设备用于在接收到所述驾驶设备在处于 授时异常状态时发送的时间获取请求时，将接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号作 为地面时间信号发送给所述驾驶设备，以供所述驾驶设备以所述地面时间信号作为授时源 对所述驾驶设备进行车载设备授时。 [0009] 本发明还提供了一种授时系统，包括：至少一个上述的驾驶设备与至少一个上述的地面信号设备。 [0010] 本发明实施中，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地面信号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 导航系统与地面信号设备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。 [0011] 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。 [0012] 在一个实施例中，所述根据接收到的与驾驶设备无线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。 [0013] 在一个实施例中，在确定所述驾驶设备处于授时异常状态时，且在所述获取所述目标地面信号设备发送的地面时间信号之前，还包括：在预设时间内以母钟设备生成母钟 时间信号作为授时源对所述驾驶设备进行车载设备授时；若经过预设时间后所述驾驶设备 仍处于授时异常状态，进入所述获取所述目标地面信号设备发送的地面时间信号的步骤。 [0014] 在一个实施例中，在所述以所述地面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。 [0015] 在一个实施例中，所述位置信息库中包括：用于指示非开放空间的至少一个位置信息。 [0016] 在一个实施例中，所述车载信号设备用于根据接收到的与驾驶设备无线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。 [0017] 在一个实施例中，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所述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。 [0018] 在一个实施例中，所述母钟设备包括：依次连接的输入单元、守时单元以及输出单元；车载信号设备2连接于所述输入单元；所述守时单元用于以所述地面时间信号作为授时 源对所述驾驶设备进行车载设备授时；所述守时单元还用于生成母钟时间信号；所述车载 信号设备还用于控制所述守时单元在预设时间内以所述母钟时间信号作为授时源对所述 驾驶设备进行车载设备授时；所述车载信号设备还用于在经过预设时间后所述驾驶设备仍 处于授时异常状态时，获取所述目标地面信号设备发送的地面时间信号。 [0019] 在一个实施例中，所述车载信号设备还用于所述驾驶设备恢复授时正常状态时，将通过所述车载卫星通信设备接收到的卫星时间信号发送到所述母钟设备；所述母钟设备 用于以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。 [0020] 在一个实施例中，所述位置信息库中包括：用于指示非开放空间的至少一个位置信息。 [0021] 在一个实施例中，所述信号处理设备包括：相互连接的无限闭塞控制器、地面通信模块以及点式信息发送模块；所述无限闭塞控制器连接于所述地面卫星通信设备，所述地 面信号设备通过所述地面通信模块与所述驾驶设备无线通信连接；所述点式信息发送模块 用于将用于表征所述地面信号设备的位置的所述定位信息发送至所述驾驶设备，以供所述 驾驶设备根据接收到的所述定位信息，确定所述驾驶设备是否处于授时异常状态；所述无 限闭塞控制器用于通过所述地面通信模块将所述地面时间信号发送至所述驾驶设备。 附图说明 [0022] 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； [0023] 图2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； [0024] 图3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； [0025] 图4是根据本发明第四实施例中的驾驶设备、地面信号设备以及卫星导航系统的连接示意图； [0026] 图5是根据本发明第四实施例中的驾驶设备的方框示意图； [0027] 图6是根据本发明第五实施例中的驾驶设备的方框示意图； [0028] 图7是根据本发明第六实施例中的驾驶设备的方框示意图； [0029] 图8是根据本发明第七实施例中的地面信号设备的方框示意图； [0030] 图9是根据本发明第八实施例中的地面信号设备的方框示意图。 具体实施方式[0031] 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。 [0032] 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。 [0034] 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。 [0035] 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。 [0036] 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。 [0037] 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。 [0038] 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。 [0039] 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。 [0040] 具体而言，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。 [0041] 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。 [0042] 步骤102，获取与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备发送的地面时间信号，地面时间信号为目标地面信号设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号。 [0043] 具体而言，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。 [0044] 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。 [0045] 列车在自身处于授时异常状态时，会向当前与其通信连接的目标地面信号设备发出时间获取请求，目标地面信号设备在接收到列车所发送的时间获取请求时，目标地面信 号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，因此目标地面信号设备将 所接收到的卫星时间信号作为地面时间信号发送给列车，列车会将接收到的地面时间信号 作为授时源发送给母钟设备。 [0046] 步骤103，以地面时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。 [0047] 具体而言，列车的母钟设备以来源于目标地面信号设备的地面时间信号作为授时源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。由于地面时间信 号为目标地面信号设备所接收到的卫星时间信号，因此列车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列车的车载设备进行正常授时，保证了列车授时的精度。 [0048] 本实施例中，列车在运行过程中会持续判断列车是否处于授时异常状态，当列车退出授时异常状态时，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 源对列车进行车载设备授时。 [0049] 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。 [0050] 具体而言，列车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，此时列车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，实现列车 中车载设备之间的时间同步。 [0051] 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地面信号设备发送的地面时间信号，地面时间信 号为目标地面信号设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号，继而以地面时间信 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地面信号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，利用卫星导航系统与地面信号设备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。 [0052] 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。 [0053] 本实施例的驾驶设备的授时方法的具体流程如图2所示。 [0054] 步骤201，根据接收到的与驾驶设备无线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202；若否，则进入步骤204。 [0055] 在一个例子中，根据接收到的与驾驶设备无线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，则确定驾驶设备未处于授时异常状态。 [0056] 具体而言，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。 [0057] 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202与步骤203，获取 与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备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。 [0058] 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。 [0059] 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。 [0060] 步骤202，获取与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备发送的地面时间信号，地面时间信号为目标地面信号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。 [0061] 步骤203，以地面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。 [0062] 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。 [0063] 本实施例中，根据接收到的与驾驶设备无线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，能够更加及时准确的判断驾驶设备是否处 于授时异常状态，继而能够更加及时的获取可靠的授时源对车载设备进行授时，进一步确 保了驾驶设备在授时异常情况下的授时精度。 [0064] 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，主要改进之处在于：本实施例中在列车出现授时异常情况时，会先利用母钟设备 生成母钟时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。 [0065] 本实施例的驾驶设备的授时方法的具体流程如图3所示。 [0066] 步骤301，判断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306。与第一实施例中的步骤101大致相同，在此不再赘述。 [0067] 步骤302，在预设时间内以母钟设备生成母钟时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。 [0068] 步骤303，在经过预设时间后判断驾驶设备是否处于授时异常状态。若是，则进入步骤304；若否，则进入步骤306。 [0069] 具体而言，列车在处于授时异常状态时，会开始计时，列车的母钟设备会计时过程中生成满足预设的精度要求的母钟时间信号，并以此母钟时间信号作为授时源对列车中的 车载设备进行授时，实现列车中车载设备之间的时间同步。 [0070] 在计时达到预设时间后，会判断列车是否仍处于授时异常状态，若列车仍处于授时异常状态，进入步骤304与步骤305，获取与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备 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进行车载设备授时。若 列车恢复授时正常状态，即列车接收到卫星时间信号是可靠的，列车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。 [0071] 步骤304，获取与驾驶设备无线通信连接的目标地面信号设备发送的地面时间信号，地面时间信号为目标地面信号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。 [0072] 步骤305，以地面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。 [0073] 步骤306，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。 [0074] 本实施例中，在驾驶设备处于授时异常状态时，在预设时间内先以母钟设备生成母钟时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时，即在驾驶设备授时异常状态持续 时间较短时利用驾驶设备自身的母钟设备所生成的母钟时钟信号作为授时源进行车载设 备的授时，避免高速移动的驾驶设备受到多普勒效应而产生的误差的影响。另外，若驾驶设 备在处于授时异常状态的时间超过设定的时间阈值，则需要采取降速管控措施、自动选频 控制算法等方法对误差进行消除和补偿，以保证驾驶设备的授时精度。 [0075] 本发明第四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。 [0076] 请参考图4与图5，驾驶设备100包括：相互连接的母钟设备1、车载信号设备2以及车载卫星通信设备3，连接方式可以为有线或者无线；其中驾驶设备100通过车载信号设备2 与地面信号设备200进行无线通信连接，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 for Mobile Communications–Railway，GSM‑R)进行通信连接。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。 [0077] 车载卫星通信设备3用于接收卫星导航系统300发送的卫星时间信号。具体的，车载卫星通信设备3为卫星接收机，驾驶设备100通过车载卫星通信设备3与卫星导航系统300 (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)进行通信连接，并 通过车载卫星通信设备3接收卫星时间信号。 [0078] 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。具体的，在驾驶设备100经过车站、隧道等非开放空间时，驾驶设备100与卫星导航系统300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，驾驶设备100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，此时驾驶设备100所 接收到的卫星时间信号不准确，驾驶设备100处于授时异常状态。若驾驶设备100处于授时 正常状态，则说明卫星时间信号处于正常状态，驾驶设备100以卫星时间信号作为母钟设备 1的授时源对驾驶设备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。 [0079] 车载信号设备2用于在驾驶设备100处于授时异常状态时，获取与驾驶设备100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，地面时间信号为目标地面信号 设备200所接收到的卫星导航系统300发送的卫星时间信号，并将地面时间信号发送到母钟 设备1。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。 [0080] 驾驶设备100在自身处于授时异常状态时，会向当前与其通信连接的目标地面信号设备200发出时间获取请求，目标地面信号设备200在接收到驾驶设备100所发送的时间 获取请求时，目标地面信号设备200所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号是准确 的，因此目标地面信号设备200将所接收到的卫星时间信号作为地面时间信号发送给驾驶 设备100，驾驶设备100会将接收到的地面时间信号作为授时源发送给母钟设备1。 [0081] 母钟设备1用于以地面时间信号作为授时源对驾驶设备进行车载设备授时。母钟设备1为驾驶设备100内置的高稳晶体钟，为驾驶设备100的授时系统核心，其会以车载信号 设备2所设定的授时源对车载设备进行授时。在驾驶设备100处于授时正常状态时，母钟设 备1以卫星导航系统所发送的卫星时间信号作为授时源对车载设备进行授时；在驾驶设备 100处于授时异常状态时，母钟设备1以接收到的目标地面信号设备200所发送的地面时间 信号作为授时源对车载设备授时。 [0082] 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，当列车退出授时异常状态时，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。 [0083] 本实施例提供了一种驾驶设备，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地面信号设备发送的地面时间信号，地面时间信号为目标地面 信号设备所接收到的卫星导航系统发送的卫星时间信号，继而以地面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 备通信连接的地面信号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， 利用卫星导航系统与地面信号设备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。 [0084] 本发明的第五实施例涉及一种驾驶设备，本实施方式相对于第四实施方式而言：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。 [0085] 本实施例中，车载信号设备2用于根据接收到的与驾驶设备100无线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。 [0086] 在一个例子中，请参考图6，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无线连接。 [0087] 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。 [0088] 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。 [0089] 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。 [0090] 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。 [0091] 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。 [0092] 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。 [0093] 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四实施方式而言，主要改进之处在于：请参考图7，母钟设备1包括：依次连接的输入单元11、守时单元12以及 输出单元13。车载信号设备2连接于输入单元11。 [0094] 守时单元12用于以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。具体的，守时单元12会以车载信号设备2设定的授时源对驾驶设备100进行车载设备授时， 即通过输出单元13输出一个时间信号给驾驶设备100中的各个车载设备，实现多个车载设 备之间时间同步。 [0095] 守时单元12还用于生成母钟时间信号。该母钟时间信号为满足预设的精度要求的时间信号。 [0096] 车载信号设备2还用于控制守时单元12在预设时间内以母钟时间信号作为授时源对驾驶设备100进行车载设备授时。 [0097] 车载信号设备2还用于在经过预设时间后驾驶设备100仍处于授时异常状态时，获取目标地面信号设备200发送的地面时间信号。 [0098] 具体而言，车载信号设备2在判定驾驶设备100处于异常状态时，会开始计时，并在计时至预设时间的过程中向守时单元12发出控制指令，守时单元12在接收到控制指令时， 在预设时间内以满足预设的精度要求的母钟时间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。 [0099] 车载信号设备2在计时达到预设时间后，会判断驾驶设备100是否仍处于授时异常状态，若驾驶设备100仍处于授时异常状态，获取与驾驶设备100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，并控制守时单元12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。若驾驶设备100恢复授时正常状态，即驾驶设备100接收到卫 星时间信号是可靠的，驾驶设备100的守时单元12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。 [0100] 本发明第七实施方式涉及一种地面信号设备，地面信号设备用于对交通轨道中行驶的驾驶设备进行运行管控；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GSM‑R 的无线通信网络与列车无线通信连接。 [0101] 请参考图4与图8，地面信号设备200包括：相互连接的信号处理设备4与地面卫星通信设备5。信号处理设备4与驾驶设备100无线通信连接。 [0102] 地面卫星通信设备5用于接收卫星导航系统300发送的卫星时间信号；具体的，地面卫星通信设备5为卫星接收机，地面信号设备200通过车载卫星通信设备3与卫星导航系 统300(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)进行通信连 接，并通过地面卫星通信设备5接收卫星时间信号。 [0103] 信号处理设备4用于在接收到驾驶设备100在处于授时异常状态时发送的时间获取请求时，将接收到的卫星导航系统300发送的卫星时间信号作为地面时间信号发送给驾 驶设备100，以供驾驶设备100以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。 [0104] 本发明的第八实施例涉及一种地面信号设备，本实施方式相对于第七实施方式而言：请参考图9，信号处理设备4包括：相互连接的无限闭塞控制器41、地面通信模块42以及 点式信息发送模块43；无限闭塞控制器41连接于地面卫星通信设备5，地面信号设备200通 过地面通信模块42与驾驶设备100无线通信连接。无限闭塞控制器41作为地面信号设备200 的核心，其以卫星导航系统200发送的卫星时间信号作为授时源完成地面设备的授时，实现 地面运行控制系统、设备以及驾驶调度管理设备等设备之间的时间同步。 [0105] 点式信息发送模块43用于将用于表征地面信号设备200的位置的定位信息发送至驾驶设备100，以供驾驶设备100根据接收到的定位信息，确定驾驶设备100是否处于授时异 常状态。 [0106] 无限闭塞控制器41用于通过地面通信模块42将地面时间信号发送至驾驶设备100。 [0107] 本发明第九实施方式涉及一种授时系统，包括至少一个第四至第六实施例中任一项的驾驶设备，与至少一个第七或第八实施例中的地面信号设备。 [0109] 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。 |
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