El campo del transporte inteligente exige una alta precisión en la sincronización horaria y de frecuencia. Las siguientes tecnologías de sincronización horaria y de frecuencia de alta precisión son aplicables a este campo. Cada una de ellas desempeña un papel importante y contribuye decisivamente a la operación segura y eficiente del transporte inteligente:

Tecnología de sincronización por satélite:

Los sistemas de cronometraje satelital, como el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y el Sistema de Navegación por Satélite Beidou (BDS), son tecnologías de sincronización horaria y de frecuencia de uso común en el transporte inteligente. Los satélites transportan relojes atómicos de alta precisión y transmiten señales con información horaria precisa a la Tierra. Los vehículos y la infraestructura de transporte (como equipos de monitoreo vial, semáforos, etc.) reciben y analizan señales satelitales mediante la instalación de módulos receptores para obtener referencias horarias precisas. El cronometraje satelital tiene una amplia cobertura y puede proporcionar un estándar de tiempo unificado para una amplia gama de equipos de transporte inteligente. La precisión puede alcanzar nanosegundos, lo que permite satisfacer los requisitos de sincronización horaria de aplicaciones como el posicionamiento de vehículos, la navegación y la colaboración entre vehículos y carreteras.

Protocolo de tiempo de red (NTP) y Protocolo de tiempo de precisión (PTP, IEEE 1588):

NTP: Protocolo de sincronización horaria a través de la red, comúnmente utilizado en entornos de redes de transporte inteligente. Como cliente NTP, el dispositivo obtiene la información horaria del servidor NTP y la ajusta según el retardo de transmisión de la red para lograr la sincronización horaria con el servidor. El protocolo NTP es simple y fácil de usar, y resulta adecuado para escenarios donde la precisión de la sincronización horaria no es extremadamente alta, como sistemas generales de información de tráfico, algunos sistemas de estacionamiento inteligente, etc.

PTP:

Puede proporcionar una sincronización horaria más precisa. Incorpora una función de marca de tiempo a dispositivos de red (como conmutadores y enrutadores) para medir con precisión el retardo de transmisión de las señales horarias en la red y compensarlo. En la red de vehículo a todo (V2X), el protocolo PTP permite lograr una sincronización horaria de alta precisión entre vehículos, así como entre vehículos y unidades de carretera (RSU), lo que garantiza que la interacción de información entre vehículos (como velocidad, ubicación, intención de conducir, etc.) se realice en el momento preciso, lo que proporciona una garantía de tiempo fiable para aplicaciones como el control de crucero adaptativo y la advertencia de colisión.

Tecnología de transferencia de tiempo por fibra óptica:

Gracias a las bajas pérdidas y la transmisión estable de la fibra óptica, la tecnología de transferencia de tiempo por fibra óptica permite una sincronización horaria y de frecuencia de alta precisión. En algunos escenarios clave del transporte inteligente, como la transmisión entre el centro de control y cada estación ferroviaria, se transmiten señales horarias de alta precisión desde el centro de control a cada estación mediante fibra óptica. El método de implementación específico consiste en modular la señal horaria local y cargarla en la señal óptica. Tras transmitirla al otro extremo a través de la fibra óptica, el dispositivo receptor recibe la señal óptica y la demodula. Simultáneamente, se mide el retardo de transmisión de la señal. Al calcular y compensar el retardo de transmisión, se logra una sincronización horaria de alta precisión de los dispositivos en ambos extremos. La precisión de sincronización de esta tecnología puede alcanzar picosegundos, lo que permite satisfacer los exigentes requisitos del transporte ferroviario en cuanto a sincronización horaria y garantizar la precisión de operaciones como la conducción automática y el control de señales de los trenes.

Tecnología de sincronización de comunicación inalámbrica:

En los escenarios de comunicación inalámbrica del transporte inteligente, como la comunicación 5G-V2X, la propia señal de comunicación inalámbrica puede utilizarse para la sincronización horaria. La estación base integra la información horaria en la señal transmitida, y el vehículo u otro equipo la extrae y ajusta el reloj local al recibir estas señales. Además, la precisión de la sincronización horaria puede optimizarse aún más mediante la comunicación y la negociación mutuas entre dispositivos. Por ejemplo, varios vehículos autónomos en una zona pueden calibrar la hora entre sí mediante comunicación inalámbrica para garantizar la coherencia horaria durante la conducción colaborativa. Esta tecnología es adecuada para equipos de transporte inteligente con alta movilidad, ya que proporciona soporte de sincronización horaria para la comunicación y la colaboración en tiempo real entre vehículos.

Tecnología de reloj atómico y oscilador de cristal de alta precisión:

Los relojes atómicos (como los de cesio y rubidio) presentan una estabilidad y precisión de frecuencia extremadamente altas, lo que permite su uso como fuentes de referencia horaria de alta precisión en sistemas de transporte inteligentes. En algunos dispositivos centrales o centros de control con requisitos de sincronización horaria muy exigentes, se pueden equipar relojes atómicos para proporcionar señales horarias precisas. Los osciladores de cristal de alta precisión son una fuente de reloj local de uso común, con ventajas como su bajo coste y tamaño compacto, y se utilizan ampliamente en equipos de transporte inteligentes. Si bien su precisión es inferior a la de los relojes atómicos, también pueden satisfacer los requisitos de sincronización horaria de la mayoría de las aplicaciones de transporte inteligente mediante la calibración periódica con referencias horarias externas precisas (como la sincronización por satélite), lo que proporciona señales horarias estables para los equipos en poco tiempo.