轨道交通系统中车地通信传输延迟的测量方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种轨道交通系统中车地通信传输延迟的测量方法。该方法包括:在发送端和接收端之间进行CPU的定时计数器的时间同步，获取所述发送端与所述接收端之间的时间偏差δa；所述发送端在设定的定时时间间隔到来后，发送携带发送端CPU的定时计数器的当前计数值Cs的数据包给所述接收端；所述接收端收到所述数据包以后，根据接收端CPU的定时计数器的当前计数值Cr，所述发送端CPU的定时计数器的当前计数值Cs和所述时间偏差δa计算出所述数据包的端到端数据传输延迟。本发明专利技术实施例能够精确测量城市轨道交通系统中列车快速移动过程中上下行的数据传输延迟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种。
技术介绍
随着通信技术特别是无线电技术飞速发展，人们开始研宄以通信技术为基础的CBTC 系统(Communicat1n Based Train Control System，列车运行控制系统)。CBTC 系统利用无线通信可靠、实时地传输车一地双向大容量信息，列车在运行过程中通过无线通信网络实时地向地面中心发送自身的位置、速度等状态信息。地面中心通过无线通信网络将前方障碍物、临时限速等信息发送给列车。列车根据前方障碍物信息、列车参数、线路参数等信息实时计算速度曲线，控制列车在安全速度下运行。CBTC系统的特点是用无线通信媒体来实现列车和地面设备的双向通信，用以代替轨道电路作为媒体来实现列车运行控制。CBTC系统的突出优点是可以实现车一地之间的双向通信，并且传输信息量大，传输速度快，很容易实现移动自动闭塞系统，大量减少区间敷设电缆，减少一次性投资及减少日常维护工作，可以大幅度提高区间通过能力，灵活组织双向运行和单向连续发车，容易适应不同车速、不同运量、不同类型牵引的列车运行控制等等。CBTC系统传输的安全类信息传输包括列车向地面发送的列车位置信息，以及地面向列车发送的列车控制信息等。这些信息是对安全性要求很高的数据，因此，对车地通信的可靠性要求很高。对于通信质量要求不高的环境下，短时间的通信延迟是可以接受的，但是对于通信可靠性，实时性较高的工业控制领域，对于通信的中断时间有严格的限制要求，在工业实时通信网络中，实时数据可以细分为信号，命令，状态，事件和请求，在这些实时数据中，非周期性的网络控制或报警优先级最高，约占9.5%;非周期性的处理数据或事件，优先级次之，约占10% ;周期性的请求和响应处理优先级再次之，约占监控数据量的80%，周期性的文件传输信息，优先级为第四位，约占0.5%;其他非实时的数据优先级最低。这些实时数据信息对于控制的“稳，快，准”有着重要的意义，如果因为通信的延迟而导致实时信息没有实时送达，那将导致整个控制系统不能完成预期的控制目标，严重的还将造成人员的伤亡。在IEEE 1474.1 (2004)标准中，规定车地通信和地车通信的延时不能超过0.5?2秒，否则列车将会紧急制动。目前业界对于通信延迟的测试往往采用专用的通信领域工具，如Ping，Fastping，Ixcharit等，但这些工具测试的都是数据传输的往返时间，测量结果是数据包从一端出发到达另一端，然后从另一端返回的时间。这种测量方法在有线系统或者静态的无线系统中有良好的效果，因为在这些系统中上下行的传输环境基本相同，上下行的传输延迟可以认为是近似相同的。因此端到端的延迟只需要用测试得到的数据往返时间除以2就可以获得。但是在CBTC车地通信系统中，由于列车的快速移动，信道条件十分复杂，切换频繁发生，上下行的传输延迟将有很大的差别。因此，传统的通信延迟的测试工具用在CBTC系统中是不合适的。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种，以实现有效地计算出轨道交通系统中车地通信传输延迟。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种，设定车载设备和地面接入设备中的一个设备为发送端，另一个设备为接收端，所述方法包括:在所述发送端和所述接收端之间进行CPU的定时计数器的时间同步，获取所述发送端与所述接收端之间的时间偏差K.’所述发送端在设定的定时时间间隔到来后，发送携带发送端CPU的定时计数器的当前计数值Cs的数据包给所述接收端；所述接收端收到所述数据包以后，根据接收端CPU的定时计数器的当前计数值Cr，所述发送端CPU的定时计数器的当前计数值Cs和所述时间偏差δ a计算出所述数据包的端到端数据传输延迟。优选地，所述的在所述发送端和所述接收端之间进行CPU的定时计数器的时间同步之前还包括:将轨道列车停在一个固定位置，使得车载设备与地面接入设备之间的无线接收信号强度大于接收灵敏度。优选地，所述的在所述发送端和所述接收端之间进行CPU的定时计数器的时间同步，获取所述发送端与所述接收端之间的时间偏差Sa，包括:步骤a:在确定设定的定时时间间隔到达后，发送端将CPU的定时计数器的当前计数值Csl插入到数据包的包头中，并将所述数据包发给接收端；步骤b:所述接收端接收到所述数据包以后，记录接收端当前的CPU的定时计数器数值Cr，并将该计数器数值Cr插入到收到的数据包的包头中，再将该数据包返回到所述发送端；步骤c:所述发送端接收到所述接收端返回的数据包以后，记录发送端当前的CPU的定时计数器值Cs2，从收到的数据包中提取第一次发送数据包时的计数器数值Csl，以及数据包达到接收端时接收端的计数器数值Cr，计算出所述发送端与接收端之间的时间偏差δ:δ = Cr/Fr-(Csl+Cs2)/2Fs所述Fs是发送端定时计数器的计数频率。优选地，所述的方法还包括:重复所述步骤a-c，获得多次的发送端与接收端之间的时间偏差δ，取多次时间偏差S之间的平均值，得到发送端与接收端之间的最终的时间偏差K。优选地，所述的在确定设定的定时时间间隔到达后包括:设设定的定时时间间隔的时长为Tl，发送端读取发送设备的CPU的定时计数器的计数频率Fs，读取定时开始时发送端CPU的定时计数器的初值，定时开始以后，发送端不断更新定时器计数器的当前计数值，计算当前定时时间如下式:T2 = (C2-Cl)/Fs其中T2是当前的定时时间，Cl是定时计数器的初值，C2是定时器计数器的当前计数值，Fs是发送端定时计数器的计数频率，当T2> = Tl时，则确定设定的定时时间间隔到达。优选地，所述的接收端收到所述数据包以后，根据接收端CPU的定时计数器的当前计数值Cr，所述发送端CPU的定时计数器的当前计数值Cs和所述时间偏差δ 3计算出所述数据包的端到端数据传输延迟，包括:接收端收到数据包以后，记录当前接收端CPU的定时计数器值Cr，提取数据包中携带的发送端发送时刻的CPU的定时计数器值Cs，并结合先前时间同步阶段获得的发送端与接收端之间的最终的时间偏差S a，计算出当前数据包的发送端到接收端之间的数据传输延迟为:d = Cs/Fs-Cr/Fr- δ a优选地，所述的方法还包括:重复执行所述当前数据包的端到端数据传输延迟的计算过程，获得实时的连续的端到端数据传输延迟。优选地，所述的方法还包括:将所述发送端变成接收端，将所述接收端变成发送端，按照上述的处理流程，再次计算出发送端到接收端之间的数据传输延迟，从而分别单独计算出发送端到接收端、接收端到发送端的数据传输延迟。优选地，所述的轨道交通系统中应用CBTC系统。由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例通过先在发送端和接收端之间进行定时计数器的时间同步，再通过在发送端与接收端之间传输携带定时计数器的当前计数值Cs的数据包，来计算出数据包的端到端数据传输延迟，从而能够精确测量城市轨道交通系统中列车快速移动过程中上下行的数据传输延迟。该方法对评价城市轨道交通车地通信系统的性能，具有重要意义。本专利技术附加当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道交通系统中车地通信传输延迟的测量方法，其特征在于，设定车载设备和地面接入设备中的一个设备为发送端，另一个设备为接收端，所述方法包括：在所述发送端和所述接收端之间进行CPU的定时计数器的时间同步，获取所述发送端与所述接收端之间的时间偏差δa；所述发送端在设定的定时时间间隔到来后，发送携带发送端CPU的定时计数器的当前计数值Cs的数据包给所述接收端；所述接收端收到所述数据包以后，根据接收端CPU的定时计数器的当前计数值Cr，所述发送端CPU的定时计数器的当前计数值Cs和所述时间偏差δa计算出所述数据包的端到端数据传输延迟。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱力，赵红礼，蒋海林，唐涛，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11