一種基于層次分析法的時(shí)間同步系統(tǒng)的多源判決實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力自動(dòng)化技術(shù)，尤其涉及一種基于層次分析法的時(shí)間同步系統(tǒng)的多 源判決實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電力系統(tǒng)調(diào)度端、變電站端時(shí)間同步管理均以天基授時(shí)為主，地基授時(shí)為輔，形 成了天地互備的時(shí)鐘同步體系，天基授時(shí)采用以北斗衛(wèi)星對(duì)時(shí)為主、全球定位系統(tǒng)（GPS) 對(duì)時(shí)為輔的單向授時(shí)方式，地基授時(shí)采用以本地時(shí)鐘守時(shí)為主、通信系統(tǒng)同步網(wǎng)資源為輔 的對(duì)時(shí)方式。電力系統(tǒng)的時(shí)間同步系統(tǒng)的功能部分主要由接收單元、時(shí)鐘單元和輸出單元 三個(gè)部分組成，接收單元接收到外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)后，時(shí)鐘單元根據(jù)多時(shí)源狀態(tài)判決和選 擇機(jī)制選擇最優(yōu)的外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)作同步源，將時(shí)鐘牽引入跟蹤鎖定狀態(tài)，并補(bǔ)償傳輸 延時(shí)，主/備時(shí)鐘裝置負(fù)責(zé)接收多路授時(shí)信號(hào)，配合守時(shí)模塊，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的選擇切換，并編 碼成為多種電力同步編碼，最終通過(guò)各種電氣驅(qū)動(dòng)接口輸出。電力系統(tǒng)的時(shí)間同步裝置具 有多授時(shí)源冗余，高守時(shí)性能，以及電源冗余的特點(diǎn)。
[0003] 但是，目前大多數(shù)在運(yùn)電力系統(tǒng)的時(shí)間同步系統(tǒng)均采用基于預(yù)設(shè)優(yōu)先級(jí)的多時(shí)間 源選擇方法實(shí)現(xiàn)多時(shí)間源授時(shí)，時(shí)間同步系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)所有外部時(shí)間源信號(hào)的有效性，然 后選擇一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的有效外部時(shí)間源作為本地時(shí)鐘的同步源，在當(dāng)前同步源信號(hào)失效 時(shí)，則從剩余的有效外部時(shí)間源中選擇一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的作為新的同步源；當(dāng)一個(gè)時(shí)間源 從失效恢復(fù)為有效時(shí)，若其優(yōu)先級(jí)高于當(dāng)前同步源的優(yōu)先級(jí)時(shí)，則將其設(shè)置為當(dāng)前同步源。 這時(shí)，時(shí)鐘受外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)的控制，并輸出與其同步的時(shí)間同步信號(hào)和時(shí)間信息。這種 傳統(tǒng)的預(yù)設(shè)優(yōu)先級(jí)的多時(shí)間源切換方法屬于剛性切換，有可能選擇的當(dāng)前時(shí)間源的時(shí)間質(zhì) 量是所有有效外部時(shí)間源中較差或最差的，且難以實(shí)現(xiàn)"北斗優(yōu)先、GPS為輔"的溯源策略。
[0004] 因此，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于層次分析法的時(shí)間同步系統(tǒng)的 多源判決實(shí)現(xiàn)方法，解決了時(shí)間源硬性切換導(dǎo)致本地時(shí)鐘秒脈沖相位出現(xiàn)大幅度跳變的問(wèn) 題；有效避免了選擇的當(dāng)前時(shí)間源的時(shí)間質(zhì)量是所有有效外部時(shí)間源中較差或最差的情況 的發(fā)生。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提出了 一種基于層次分析法的時(shí)間同步系統(tǒng)的多 源判決實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括以下步驟：
[0007] 第一步，接收北斗、GPS時(shí)間源和地面時(shí)間源；
[0008] 第二步，對(duì)北斗、GPS時(shí)間源進(jìn)行報(bào)文接收、解算；對(duì)地面時(shí)間源的B碼進(jìn)行接收、 解碼；
[0009] 第三步，對(duì)北斗、GPS時(shí)間源報(bào)文有效性進(jìn)行判斷，判斷報(bào)文頭是否正確、是否有誤 碼、是否符合報(bào)文規(guī)則，如正確，進(jìn)入到下一步，如異常，返回到第二步；對(duì)地面時(shí)間源有效 性進(jìn)行判斷，判斷校驗(yàn)碼否正確、是否符合碼源規(guī)則，如正確，進(jìn)入到下一步，如異常，返回 到第二步；
[0010] 第四步，對(duì)北斗、GPS時(shí)間源和地面時(shí)間源時(shí)間質(zhì)量正確性進(jìn)行判斷，判斷北斗、 GPS時(shí)間源的衛(wèi)星顆數(shù)是否滿足衛(wèi)星顆數(shù)大于等于4的要求，如符合，進(jìn)入到下一步，如不 符合，返回到第二步；判斷北斗、GPS時(shí)間源和地面時(shí)間源年月日時(shí)分秒是否連續(xù)，如符合， 進(jìn)入到下一步，如不符合，返回到第二步；
[0011] 第五步，對(duì)北斗、GPS時(shí)間源和地面時(shí)間源的秒脈沖的相位有效性進(jìn)行判斷，對(duì)時(shí) 間源秒脈沖的相位誤差進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)相位誤差大于預(yù)先規(guī)定的閥值N時(shí)，認(rèn)為北斗、GPS時(shí) 間源和地面時(shí)間源秒脈沖的相位可信度為0,判斷為無(wú)效，返回到第二步，如有效，進(jìn)入到下 一步；
[0012] 第六步，對(duì)秒脈沖相位進(jìn)行濾波處理，根據(jù)北斗、GPS時(shí)間源和地面時(shí)間源的有效 性，將北斗、GPS時(shí)間源和地面時(shí)間源秒脈沖的相位差信息進(jìn)行兩兩比較，結(jié)合初始權(quán)重，建 立相應(yīng)的判斷矩陣
P1, Pj為初始權(quán)重，Acpi，為相 位差，預(yù)設(shè)當(dāng)i = 1時(shí)代表北斗時(shí)間源狀態(tài)信息，當(dāng)i = 2時(shí)代表GPS時(shí)間源狀態(tài)信息，當(dāng) i = 3時(shí)代表地面時(shí)間源狀態(tài)信息，預(yù)設(shè)初始權(quán)重P1=SjP2=SjP 3=I;
[0013] 第七步，計(jì)算判斷矩陣中北斗、GPS時(shí)間源和地面時(shí)間源的幾何平均數(shù)
再利用歸一化公另
對(duì)判斷矩陣進(jìn)行歸一化處理，動(dòng)態(tài)計(jì)算 出每一秒北斗、GPS時(shí)間源和地面時(shí)間源的實(shí)際動(dòng)態(tài)權(quán)重；
[0014] 第八步，根據(jù)北斗、GPS時(shí)間源和地面時(shí)間源的動(dòng)態(tài)權(quán)重進(jìn)行綜合計(jì)算，得出本地 秒脈沖的最終同步源參考相位。
[0015] 進(jìn)一步地，第五步中，所述閥值N = 5us。
[0016] 進(jìn)一步地，所述接收北斗、GPS時(shí)間源無(wú)線授時(shí)信號(hào)采用獨(dú)立的北斗模塊、GPS模 塊或者采用雙模緊耦合的北斗模塊、GPS模塊；所述接收地面時(shí)間源有線授時(shí)信號(hào)采用多 模光纖進(jìn)行光B碼的輸入。
[0017] 進(jìn)一步地，所述時(shí)間同步系統(tǒng)包括接收單元、時(shí)鐘單元和輸出單元，所述接收單元 通過(guò)北斗模塊、GPS模塊接收無(wú)線時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)作為外部時(shí)間基準(zhǔn)，通過(guò)B碼模塊接收有 線時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)作為外部時(shí)間基準(zhǔn)，經(jīng)解算和解碼后得到外部時(shí)間信號(hào)作為時(shí)鐘單元的輸 入；所述時(shí)鐘單元負(fù)責(zé)對(duì)接收單元接收到的外部時(shí)間信號(hào)進(jìn)行多源判決，生成動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)， 再對(duì)外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行綜合計(jì)算，確定同步源相位，進(jìn)行時(shí)鐘源切換控制，根據(jù)時(shí)鐘是 否同步來(lái)確定將本地時(shí)鐘牽引入跟蹤鎖定狀態(tài)還是進(jìn)行守時(shí)，如果外部的北斗、GPS時(shí)間源 和地面時(shí)間源均失效，由高性能晶振保證時(shí)間同步系統(tǒng)進(jìn)入守時(shí)狀態(tài)；所述輸出單元負(fù)責(zé) 將時(shí)鐘內(nèi)部的基本時(shí)間頻率信息轉(zhuǎn)換成工程系統(tǒng)所需的時(shí)間同步編碼。
[0018] 本發(fā)明的基于層次分析法的時(shí)間同步系統(tǒng)的多源判決實(shí)現(xiàn)方法，所達(dá)到的有益效 果：
[0019] 1、嚴(yán)格遵循國(guó)家"天基授時(shí)為主，地基授時(shí)為輔，天基授時(shí)以北斗為主，GPS為輔" 的溯源策略，規(guī)定任何時(shí)刻北斗時(shí)間源授時(shí)的權(quán)重必須大于GPS時(shí)間源授時(shí)的權(quán)重，天基 授時(shí)的權(quán)重必須大于地基授時(shí)的權(quán)重，降低了各路時(shí)間源在同步源生成過(guò)程中的參與度。
[0020] 2、解決了時(shí)間同步系統(tǒng)時(shí)間源硬性切換導(dǎo)致本地時(shí)鐘秒脈沖相位出現(xiàn)大幅度跳 變的問(wèn)題，避免了時(shí)間同步系統(tǒng)選擇的當(dāng)前時(shí)間源的時(shí)間質(zhì)量是所有有效外部時(shí)間源中較 差或最差的情況的發(fā)生。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是本發(fā)明的基于層次分析法的時(shí)間同步管理系統(tǒng)的多源判決的方法流程圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明的時(shí)間同步系統(tǒng)的基本組成圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】?jī)H 用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本 發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0024] 請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明提出了一種基于層次分析法的時(shí)間同步系統(tǒng)的多源判決 實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括以下步驟：
[0025] 第一步，接收北斗、GPS時(shí)間源和地面時(shí)間源；
[0026] 第二步，對(duì)北斗、GPS時(shí)間源進(jìn)行報(bào)文接收、解算；對(duì)地面時(shí)間源的B碼進(jìn)行接收、 解碼；
[0027] 第三步，對(duì)北斗、GPS時(shí)間源報(bào)文有效性進(jìn)行判斷，判斷報(bào)文頭是否正確、是否有誤 碼、是否符合報(bào)文規(guī)則，如正確，進(jìn)入到下一步，如異常，返回到第二步；對(duì)地面時(shí)間源有效 性進(jìn)行判斷，判斷校驗(yàn)碼否正確、是否符合碼源規(guī)則，如正確，進(jìn)入到下一步，如異常，返回 到第二步；
[0028]