PTP精准时间同步技术及应用前景的探讨

首先对精准时间同步技术(PTP)进行介绍,然后结合铁路时间同步网,探讨了PTP技术在铁路时间同步网内应用的可行性。     

下一代高速铁路LTE-R时间同步网协议脆弱性分析

铁路无线通信系统时间同步网络,是保障行车安全和提高铁路运营效率的重要基础。针对下一代高速铁路LTE-R自身全IP化架构在使用精确时钟PTP时间同步协议过程中易受到ARP攻击的问题,提出基于随机Petri网(SPN)的LTE-R时间同步网协议脆弱性分析方法。建立了ARP攻击状态下LTE-R时间同步网协议脆弱性分析SPN模型;通过马尔科夫链同构的方法,得到ARP攻击下LTE-R三级时钟节点实施速率与PTP协议同步正常、异常之间的关系曲线;定量得到了影响LTE-R时间同步网协议脆弱性的关键因素。研究结果为GSM-R时间同步网络向LTE-R安全演进提供了一定的理论参考依据。     

铁路时间同步网溯源及同步性能研究

铁路时间同步网是为铁路各通信子系统提供精确时间的重要支撑系统，其运行性能非常重要。针对铁路时间同步网及其3层固定结构以及移动列车时间同步节点，分析铁路时间同步网4种不同的溯源参考，并基于经过校准的全球导航卫星系统（GNSS）时间频率传递装置，设计了铁路时间同步网溯源监测方法，评估了铁路时间同步网中不同溯源源头可能造成的时间同步性能差异。针对铁路时间同步网现状，测量分析其现有性能能否对未来5G-R提供有效支撑具有重要意义。     

基于北斗卫星同步授时的应用研究与试验

根据铁路时间同步的现状,论证研究和实验的必要性,提出基于北斗卫星授时的铁路时间同步网的基本架构、性能指标和业务系统接入原则等;介绍最新研制的铁路时间节点设备及其在上海铁路局实验及测试结果.     

轨道交通时间同步网络及其实施方法

针对轨道交通弱电系统高精度时间同步问题,基于网络时间同步协议,提出了轨道交通网络化时间同步的机制,并给出时间同步的构架。在此基础上,对轨道交通系统中时间同步的关键问题如同步精度和周期、安全等进行论述,提出了轨道交通时间同步的实施方法。     

时间触发现场总线时钟同步的研究

介绍基于时间触发架构的3种现场总线(TTP/C、FlexRay和ARINC659)的媒体访问方式、拓扑结构、传输速率等参数。鉴于时钟同步是时间触发协议的关键,讨论3种现场总线的同步方法、同步容错性和能达到的精度,并比较3种总线时钟同步技术及其在铁路中的应用。     

基于半马尔可夫过程的铁路时间同步网协议安全量化分析

针对基于Autokey模型的铁路时间同步网协议安全性问题,考虑时间同步协议在攻击行为下的状态驻留时间为非指数分布,提出基于半马尔可夫过程的铁路时间同步协议的安全性量化分析方法。剖析基于Autokey模型的铁路时间同步协议序列执行流程,建立带有网络攻击行为的铁路时间同步协议完整性验证过程的状态变迁模型。分析协议的不安全状态与协议相关安全性指标之间的关系,得到协议各安全性相关指标与协议不安全状态的变迁概率和状态驻留时间之间的关系曲线,分析影响铁路时间同步网协议安全性的关键因素。研究结果可为铁路时间同步网信息安全维护提供借鉴。     

基于着色Petri网的铁路时间同步协议建模及安全性分析

针对Autokey模型的铁路时间同步协议安全性问题,提出利用着色Petri网对协议进行安全性分析。剖析Autokey模型的铁路时间同步协议序列及其执行流程;重点针对其认证阶段,分别构建正常认证和加入中间人入侵的着色Petri网模型,分析中间人入侵时协议认证过程的不安全状态,建立模型状态方程;应用逆向状态分析法对铁路时间同步协议认证过程的安全性进行分析,得到中间人在认证阶段攻击协议的实施序列。研究结果表明:基于Autokey模型的铁路时间同步协议的认证过程是不安全的。     

基于随机Petri网的铁路时间同步网协议脆弱性分析

针对铁路时间同步网的时间同步协议脆弱性问题,提出将随机Petri网(SPN)和马尔科夫链相结合进行协议脆弱性分析。剖析铁路时间同步网的结构、协议执行流程,建立铁路时间同步网中时间同步协议在中间人攻击作用下的SPN模型;分析影响协议脆弱性的相关状态,得到协议脆弱性相关状态的实施速率与协议正常结束状态和异常结束状态稳态概率之间的关系曲线;确定影响铁路时间同步网中时间同步协议脆弱性的具体因素。研究结果可为维护铁路时间同步网及制定相应性能指标提供借鉴。     

一种改进型网络时间协议在TDCS/CTC系统的应用研究

由于列车运行速度较高,短时间内列车跨线跨区行驶,铁路信号设备时间统一显得尤为重要,而现有的铁路时间同步方法无法满足目前对于同步精度的要求。为了解决上述问题,采用网络时间协议NTP进行铁路TDCS/CTC系统的时间同步,但网络发生拥挤时,会影响同步精度。为了更精确地同步系统时间,保证行车安全,并使列车在速度进一步提高时,仍能满足时间同步的精度要求,本文提出一种改进型NTP协议,对协议的算法进行仿真分析。仿真结果表明该算法能够有效提高时间同步精度。     

LTE-R应用于铁路通信多径衰落信道下的时频同步研究

LTE-R(Long Term Evolution-Railway,长期演进)作为下一代铁路无移动通信系统,采用OFDM(正交频分复用)的调制方式来提高频谱利用率。铁路无线通信系统易受到多径衰落和突发干扰的影响,严重影响铁路的行车安全和运输效率。因此研究符号定时同步和载波频率同步对铁路无线通信系统具有很重要的意义。采用重复共轭结构训练符号的自适应符号同步算法,首先确定训练符号的符号定时同步、载波频率同步以及信道参数,再经过迭代递推把符号定时同步起始位置调到FFT窗口的理想位置和对载波频偏进行补偿。仿真结果表明,该方法在多径衰落信道下有很好的符号定时同步估计和对载波频偏的补偿,信噪比越高符号定时同步估计精度也越高。     

铁路时间同步系统的测试研究

介绍新建高速铁路时间同步系统的结构和主要性能指标,同时阐述时间同步系统测试的重要性和测试内容,最后介绍以往时间同步系统的测试经验。     

铁路时间同步网概述

简要介绍铁路时间同步网的系统组成、系统功能、时间信号传送方式、各业务系统及时间显示设备时间信号接引方式。     

GSM-R基站子系统同步方案研究

介绍了目前GSM-R系统同步组网结构,总结了该组网结构与国内外行业标准的差别;对比分析了再定时、外部时钟输入和空口软同步3种时钟同步改进方案的优缺点;在实验室搭建测试环境,分2种场景对再定时功能进行了测试,得出再定时功能更适用于具有良好精度和稳定度的时钟参考源的传输设备;以郑西高铁故障为例.验证了再定时功能的作用和不足;根据工程投资和设备接口等情况,提出了4种同步组网建议方案,供工程设计和设备招标参考。     

京津铁路客运专线工程时间同步系统概述

时间同步系统为铁路各业务系统的调度指挥人员、各系统设备和乘客提供统一的、标准的时间信息,是铁路运行必不可少的、非常重要的系统。本文介绍了京津客运专线中时间同步的构成要素及网络构成状况。     

北斗授时技术在高速铁路信号系统地面设备时钟同步中的应用

利用北斗授时技术实现高速铁路信号系统时钟自动同步,有利于提高系统信息安全和维护水平,但目前北斗授时技术在铁路信号系统中尚无应用先例。结合高速铁路信号系统地面设备时钟同步应用现状,分析信号地面设备时钟同步需求;通过分析世界上主流卫星导航系统优缺点,结合中国铁路信号系统需求,选择北斗授时技术作为高速铁路信号系统地面设备的时钟同步技术;构建基于北斗授时技术的总体方案和具体应用方案;最后对时钟同步设备功能、系统接口和测试方案进行说明。研究成果已在中国铁路广州铁路局集团有限公司广深线实施,实现了信号系统地面设备的时钟自动同步。     

铁路通信时钟同步网的规划研究

介绍铁路通信时钟同步网的现状,分析其存在的问题,对同步网的相关技术进行研究,提出铁路通信同步网PRC、LPR的节点布置.     

铁路通信同步网建设方案研究

介绍了既有铁路通信同步网的时钟节点分布、同步网结构及同步网定时链路的组织原则。提出了同步网建设的建议,如：通信同步网结构及设备配置、同步网时钟设置、同步网定时链路等。     

全路信息系统时钟同步的实现

从铁路信息系统的实际情况出发,阐述了时钟同步的意义,时间基准的选取以及时间信息的传播,并在此基础上提出了一种精度高、可靠性好、成本较低并满足铁路信息系统对时钟精度的要求的时间同步方案.