基于PTP协议的列车通信网络时间同步优化研究

来源：电子测量技术杂志2022年第18期北京时间：

作者：程顺岭，李常贤，赵科

单位：1.大连交通大学自动化与电气工程学院，辽宁 大连 116028; 2. 大连交通大学轨道交通装备国家地方联合工程研究中心，辽宁 大连 116028

摘要：目前列车通信网络支持的网络时钟协议，时间同步精度只能达到亚微秒，无法满足当前列车各节点时间同步精度的需求。针对上述问题，本文提出将精确时钟协议应用在列车通信网络中。为了实现低偏差范围情况下的高同步精度，本文在传统PI控制算法基础上，在改进的时钟伺服系统中提出多模型PI控制优化算法，设定比例系数KP和积分系数KI的阈值极限值，推导阈值极限值与PI输出补偿值的定量关系，进而补偿从节点的时间偏差。最后，以某列车通信网络场景为研究对象在OMNeT++仿真平台进行建模仿真，分析主从节点时间偏差值。与传统PI控制算法得到的时间偏差值相比，列车通信网络中各节点的时间偏差的改进值均在30ns以内，同步偏差最低可达1.38ns，验证了所提算法的优越性。

关键词：列车通信网络;时间同步;精确时钟协议;时钟伺服系统;PI控制