[發明專利]一種基于機器自學習的高精度網絡對時同步方法

有效

• 申請號: 201811411008.1
• 申請日: 2018-11-24
• 公開（公告）號: CN109450583B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 王順江;葛維春;蘇安龍;高凱;袁駿;張忠林;郭昆亞;閆春生;雷振江;王剛;樊志堅;王廣福;張迅;旋璇;周桂平;張德天;王浩;季宏達;周曉明;李文瑞;張騰兮
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 遼寧沈陽國興知識產權代理有限公司 21100
• 代理人: 何學軍;侯景明

本發明屬于網絡時鐘同步技術領域，特別涉及一種基于機器自學習的高精度網絡對時同步方法。本發明涉及到網絡對時中延時與偏差的分析，特別對于網口延時與網口負載率的關系的分析，加上主端與從端的報文的傳輸延時和偏差的計算，可以提高網絡對時的精確度。本發明在考慮到網絡對時同步延時產生的原因，將其分類為網口延時與網絡傳輸延時，針對網口延時，本發明分析了其與網絡負載率的關系，對于主端與從端不同負載率的條件下，本發明給出了基于機器自學習的研究方法，使得網口延時的計算更加智能化。本發明在此基礎之上給出了主從端時間同步的模型及方法。通過的本發明的實施可以能夠實現在不同網絡負載率的情況下，主從端時鐘的高精度同步。

所屬技術領域

本發明屬于網絡時鐘同步技術領域，發明涉及到網絡對時中延時與偏差的分析，特別對于網口延時與網口負載率的關系的分析，加上主端與從端的報文的傳輸延時和偏差的計算，可以提高網絡對時的精確度。特別涉及一種基于機器自學習的高精度網絡對時同步方法。

背景技術

隨著電網數字程度的不斷提高，網絡對時方式作為一種順應時代發展的技術正在得到越來越多的應用。傳統的網絡對時有NTP、SNTP，最新的有PTP精確時間對時。NTP對時技術的時間戳的獲取點在應用層，存在著較大的測量誤差，其精度一般在毫秒級，再加上報文上下行傳輸延時的不問穩定性，在對時間精度要求較高的設備來說，很難滿足其要求。SNTP作為NTP的簡化版對時精度不如NTP，但是在時間要求不高的系統中有著很好的應用。PTP協議又稱精確時間同步協議，其不同之處在增加了硬件設備，時間戳的獲取在物理層上，可以減小對時的誤差，但是因為網絡負載率的影響，其測量的結果精確度雖然有了很大提升，可以達到微秒級，但是沒有考慮到在不同負載率的情況，主從端計算能力的差別而產生的延時。

目前電網時鐘同步是電網安全運行的首要條件，系統的時間不同步很容易產生各種事故，時鐘同步為電網監控系統，測量系統的提供一個精確的時間點。在電網發生事故時，對于事故的發生的地點的準確測量，以及事故發生的準確時間和發生事故的原因有很大的幫助。

發明內容

本研究方法通過主端與從端互發帶有時間戳的報文計算出主從端的時間偏差與延時，在此基礎之上，考慮到不同的網絡負載率對于主從端網口延時的影響，大大增加了網絡對時的精度，為電網在對時方面的智能化建設提供了一種方法。

本發明的研究目標為：本發明在考慮到網絡對時同步延時產生的原因，將其分類為網口延時與網絡傳輸延時，針對網口延時，本發明分析了其與網絡負載率的關系，對于主端與從端不同負載率的條件下，本發明給出了基于機器自學習的研究方法，使得網口延時的計算更加智能化。本發明在此基礎之上給出了主從端時間同步的模型及方法。通過的本發明的實施可以能夠實現在不同網絡負載率的情況下，主從端時鐘的高精度同步。

本發明的技術方案是：

一種基于機器自學習的高精度網絡對時同步算法，包括如下步驟：

步驟1：本發明提出網絡延時誤差包括三個部分，即報文在線路中的傳輸延時Δt，主從端網口在不同負載率條件下的主端網口延時Δt₁和從端網口延時Δt₂。本發明提出主從端的時間偏差θ為在同一時刻從端的時間t_從減去主端的時間t_主。假設報文在線路中傳輸上下行延時相等，并認為報文在線路中的傳輸延保持不變。本發明的時間戳獲取均在主從端的網絡協議的物理層上，以獲得更高的對時精度。

步驟2：本發明給出高精度網絡對時同步的報文應答模型，首先主端記錄向從端發送報文的時間戳t₁，從端記錄接受到報文的時間戳t₂，接著主端向從端發送含有t₁的跟隨報文，然后從端記錄向主端發送延時請求報文的時間戳t₃，主端記錄接收到延時請求報文的時間戳t₄，隨后向從端發送包含t₄的延時應答報文，此過程多次進行，以消除報文在傳輸過程中各種隨機因素對傳輸穩定性的影響。