【技術分享】車路協同系統時間同步那些事兒

大家好，我是星創易聯的林工，從事物聯網通信這一行也有些年頭了。最近在做車路協同項目，遇到不少關于時間同步的問題，今天跟大家分享一下實際項目中是怎么處理的。

先說個簡單的例子吧。大家看電影的時候經常聽到"5點40準時行動，現在對表，5點30分"這種臺詞對吧？為啥要對表？道理很簡單：

• 你的表快了1小時，我準時到了，你早就撤了

• 大家都得聽一個人的，不然信息傳遞就亂套了

車路協同也是這個道理。路口的RSU要跟車上的OBU通信，邊緣計算設備要處理傳感器數據，如果時間不同步，那數據就對不上了。想象一下，車輛位置信息說是10點30分01秒的，但是紅綠燈狀態數據時間戳是10點30分03秒，這2秒的誤差在高速行駛的場景下可能就是幾十米的距離差！

核心設備：靠GPS就夠了

RSU、OBU這些核心設備基本都自帶GPS授時模塊，精度能達到微秒級別。我們用的星創易聯的SL8561系列模塊就集成了高精度GPS授時功能，開機后自動校時，基本不用擔心。

路側設備：PTP時間服務器是關鍵

這里就是重頭戲了。路口那些攝像頭、毫米波雷達、激光雷達，還有邊緣計算盒子，它們通常不直接聯網，怎么同步時間？我們的做法是在每個路口機柜里放一臺PTP時間服務器。這臺服務器：

• 通過GPS獲取標準時間

• 作為整個路口設備的時間基準

• 其他設備通過以太網連接到這臺服務器進行時間同步

具體配置：

網絡拓撲：GPS天線 -> PTP服務器 -> 交換機 -> 各類傳感器設備同步精度：通常能達到亞微秒級別更新頻率：每秒校時一次

實際部署中遇到的坑

坑1：隧道里沒GPS信號

問題： 隧道、地下車庫這些地方GPS信號弱或者沒信號解決方案：

• 用光纖傳輸GPS信號到隧道內

• 或者用高精度的晶振時鐘，定期與隧道外的GPS時間服務器同步

坑2：設備啟動時間不一致

有次調試發現，明明都配置了同一個時間服務器，但是有些設備時間就是對不上。后來發現是設備啟動順序問題：

• PTP服務器要最先啟動并穩定

• 其他設備啟動后需要等待一定時間才能完成時間同步

• 建議預留至少30秒的同步時間

坑3：網絡延時影響同步精度

經驗總結：

• 盡量用有線網絡，WiFi的延時抖動太大

• 交換機要支持PTP透傳功能

• 網絡負載高的時候時間同步精度會下降

根據我們實際項目經驗：PTP時間服務器： 推薦用工業級的，帶雙GPS天線的型號，冗余設計更可靠交換機： 必須支持IEEE 1588v2協議，推薦用支持硬件時間戳的工業以太網交換機GPS天線： 選擇高增益、全向的，安裝位置要避開金屬遮擋

時間同步看起來是個小問題，但在車路協同這種對實時性要求極高的應用場景下，任何一個微小的時間誤差都可能導致系統異常。我們在實際項目中，通過GPS+PTP的組合方案，基本能保證整個路段設備的時間同步精度在100納秒以內，完全滿足車路協同的應用需求。有類似項目經驗的朋友歡迎交流，遇到具體技術問題也可以私信討論。