CN102930615A - 一种列车运行状态数据记录方法、装置及系统 - Google Patents

一种列车运行状态数据记录方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种列车运行状态数据记录方法、装置及系统。此记录方法包括：采集外部设备发送的数据；对所述数据进行通信协议转换和数据格式处理，并储存在独立缓存区中；选择储存单元中的空闲块，将所述独立缓存区中的数据存储在所述空闲块中，所述储存单元包含高速快闪存储器。此方法、装置及系统，可以提供大容量、高速率的储存性能；支持音频、视频数据的记录保存，为运营事故分析提供更丰富、更全面的记录数据。

Description

一种列车运行状态数据记录方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及通讯信领域，特别是涉及一种列车运行状态数据记录方法、装置及系统。
背景技术
随着通讯技术的快速发展，列车客运的速度也得到了快速提高，与此同时，对列车运行安全相关数据的记录就有了更高的要求，于此同时对于大容量、高可靠性的数据记录的需求变得日益迫切。
现有的列车运行状态数据记录器，用于记录列车运行事故前列车运行的状态，为运行事故的事后分析提供数据。现有的列车运行状态数据记录器通过控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线技术的通信方式获取列车运行监控记录装置发送的列车运行数据并进行记录，列车运行状态数据记录器存储容量不到1M字节，只能记录基本的列车运行状态相关数据，无法存储大容量的音、视频数据，无法为列车事故分析提供完整的依据。
在此情况下，研制大容量、高可靠性的列车运行状态数据记录器，对大容量的列车运行安全相关数据进行记录和保存，为列车事故分析提供可靠的依据，就变得十分重要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种列车运行状态数据记录方法、装置及系统，以支持对列车运行状态数据的大容量储存，并且可以记录音频、视频数据，为列车事故分析提供更可靠、更丰富的数据资料依据。
本发明实施例公开了如下技术方案：
一种列车运行状态数据记录方法，包括：
采集外部设备发送的数据；
对所述数据进行通信协议转换和数据格式处理，并储存在独立缓存区中；
选择储存单元中的空闲块，将所述独立缓存区中的数据存储在所述空闲块中，所述储存单元包含高速快闪存储器。
优选的，所述选择储存单元中的空闲块，将所述独立缓存区中的数据存储在所述空闲块中，包括：
读取储存单元中高速快闪存储器中的文件目录，识别文件目录中的块占用位标识，所述块占用位标识用于指示高速快闪存储器中的各个数据块是否为空闲块；
根据所述块占用位标识查找的高速快闪存储器中的空闲块，将所述独立缓存区中的数据通过数据/控制总线存储在所述空闲块中。
优选的，所述采集外部设备发送的数据，包括：
通过一个或多个通信接口进行外部设备数据的采集。
优选的，所述多个通信接口，包括：
RS-485通信接口、RS-422通信接口、第一路CAN通信接口、第二路CAN通信接口、第一路以太网通信接口和第二路以太网通信接口。
优选的，对所述数据进行通信协议转换和数据格式处理，并储存在独立缓存区中，包括：
根据不同通信接口的通信协议对所述数据进行通信协议转换；
按照预先设置的数据格式对协议转换后的数据进行格式处理；
将格式处理后的数据储存在对应的独立缓存区中。
优选的，还包括：
通过以太网通信接口传送记录数据给下载终端，以便下载终端对下载的记录数据进行分析处理。
一种列车运行状态数据记录装置，包括：
采集模块，用于采集外部设备发送的数据；
数据处理模块，用于对所述数据进行通信协议转换和数据格式处理，并储存在独立缓存区中；
存储模块，用于选择储存单元中的空闲块，将所述独立缓存区中的数据存储在所述空闲块中，所述储存单元包含高速快闪存储器。
优选的，所述存储模块，包括：
选择子模块，用于读取储存单元中高速快闪存储器中的文件目录，识别文件目录中的块占用位标识，所述块占用位标识用于指示高速快闪存储器中的各个数据块是否为空闲块；
数据储存子模块，用于将所述独立缓存区中的数据，通过数据/控制总线存储在选择子模块选择的所述空闲块中。
优选的，所述采集模块，包括：
一个或者多个通信接口，所述通信接口，用于传输外部设备数据。
优选的，所述多个通信接口，包括：RS-485通信接口、RS-422通信接口、第一路CAN通信接口、第二路CAN通信接口、第一路以太网通信接口和第二路以太网通信接口，其中，
RS-485通信接口，包括：第一数字隔离模块和第一总线收发模块；
RS-422通信接口，包括：第二数字隔离模块和第二总线收发模块；
第一路CAN通信接口，包括：第三数字隔离模块和第一CAN总线收发模块；
第二路CAN通信接口，包括：第四数字隔离模块和第二CAN总线收发模块；
第一路以太网通信接口，包括：第一以太网收发模块和第一脉冲变压模块；
第二路以太网通信接口，包括：第二以太网收发模块和第二脉冲变压模块。
优选的，所述数据处理模块，包括：
数据协议转换模块，用于根据不同通信接口对应的通信协议对所述数据进行通信协议转换；
数据格式处理模块，用于按照预先设置的数据格式对协议转换后的数据进行格式处理；
缓存模块，用于将格式处理后的数据储存在对应的独立缓存区中。
优选的，所述装置，还包括：
传送模块，用于通过以太网通信接口发送记录数据，以便下载终端对下载的数据进行分析处理。
一种列车运行状态数据记录系统，包括：
上述任意一项所述的装置和下载终端；
所述下载终端，用于对从传送模块接收到的记录数据，进行分析处理，将分析后的数据按照时间连续的数据文件进行显示。
本发明所提出的一种列车运行状态数据记录方法及装置，可以应用到铁路运营领域，也可以应用到任何一个需要记录列车运行状态数据的领域当中。
由上述实施例可以看出，本发明公开的列车运行状态数据记录方法及装置中的储存单元采用的高速快闪存储器是NAND FLASH芯片，NAND FLASH芯片可以选择大容量芯片，通过选择储存器中的空闲区域，进行写入操作以此可以提供大容量、高速率的储存性能；通过多种通信接口可以采集外部设备不同的数据，以支持音频、视频数据的记录保存，为后续的列车事故分析提供更丰富、更全面的记录数据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一揭示的一种列车运行状态数据记录方法流程图；
图2为本发明实施例二揭示的一种列车运行状态数据记录场景构架图；
图3为本发明实施例二揭示的一种列车运行状态数据记录方法流程图；
图4为本发明实施例三揭示的一种列车运行状态数据记录装置结构示意图；
图5为本发明提供一种通信接口的结构示意图；
图6为本发明揭示的另一种列车运行状态数据记录装置结构示意图；
图7为本发明揭示的一种列车运行状态数据记录系统图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步详细描述。
实施例一
请参阅图1，其为本发明实施例一揭示的一种列车运行状态数据记录方法，包括以下步骤：
步骤101：采集外部设备发送的数据；
步骤102：对所述数据进行通信协议转换和数据格式处理，并储存在独立缓存区中；
步骤103：选择储存单元中的空闲块，将所述独立缓存区中的数据存储在所述空闲块中，所述储存单元包含高速快闪存储器。
上述实施例一中，步骤101可以是：通过一个或者多个通信接口进行外部设备数据的采集。例如，通过六个通信接口进行外部设备数据的采集，所述通信接口包括：RS-485通信接口、RS-422通信接口、第一路CAN通信接口、第二路CAN通信接口、第一路以太网通信接口和第二路以太网通信接口。
步骤102，例如可以具体是：根据不同通信接口的通信协议对所述数据进行通信协议转换，按照预先设置的数据格式对协议转换后的数据进行格式处理，将格式处理后的数据储存在对应的独立缓存区中。
步骤103，例如可以具体是：读取储存单元中高速快闪存储器中的文件目录，识别文件目录中的块占用位标识，所述块占用位标识用于指示高速快闪存储器中的各个数据块是否为空闲块；根据所述块占用位标识查找高速快闪存储器中的空闲块，将所述独立缓存区中的数据通过数据/控制总线存储在所述空闲块中。由上述实施例一可以看出，通过通信接口采集外部设备发送的数据，根据通信接口的通信协议对数据进行协议转换，并按照预先设置的数据格式对数据进行格式处理，选择储存单元中高速快闪存储器中的空闲数据块，将缓存区中的数据储存在所述空闲数据块，高速快闪储存器采用的是NAND FLASH芯片，储存容量大、处理速度快，以达到对列车运行状态数据的大容量储存。
实施例二
为了便于描述，下面以更为具体的应用场景，如图2所示的一种列车运行数据记录框图为例对列车运行数据记录方法进行描述，所述场景包括：一个主处理器支持RS-485通信接口、RS-422通信接口、CAN通信接口与三个外部设备相连，支持以太网通信接口与下载终端相连，支持大容量的存储单元，所述存储单元包含NAND FLASH闪存存储器；针对这种场景具体的列车运行数据记录方法，请参阅图3所示的另一种列车运行状态数据记录方法流程图，具体处理方法包括：
步骤201：通过RS-485通信接口、RS-422通信接口和第一路CAN通信接口，同时采集不同外部设备的数据；
步骤202：对所述数据进行通信协议转换和数据格式处理，并储存在独立缓存区中；
例如可以具体为：对步骤201接收的三组不同通信接口的数据，分别按照RS-485通信接口协议、RS-422通信接口协议和CAN通信接口协议，进行协议转换处理，然后将处理后的三组数据，储存在三个不同的独立缓存区中；
步骤203：选择储存单元中高速快闪存储器的空闲数据块，将所述独立缓存区中的数据依次存储在所述空闲块中。
例如可以具体为：读取储存单元中高速快闪存储器中的文件目录，所述高速快闪存储器例如包含四个2GB的NAND FLASH，依次识别每个NANDFLASH的文件目录中的块占用位标识，所述块占用位标识用于指示高速快闪存储器中的各个数据块是否为空闲块；如果指示为空闲块，则将缓存区的数据块通过数据/控制总线依次储存在所述空闲数据块中。
步骤204：通过以太网通信接口传送记录数据给下载终端，以便下载终端对下载的记录数据进行分析处理，将数据按照记录协议转换成时间连续的数据文件，并显示。
优选的，上述步骤201，也可以是通过其他通信接口采集外部设备发送的数据；
优选的，上述步骤202，也可以是对其他通信接口的数据，按照对应的通信协议进行协议转换，储存在与其对应的独立缓存区中。
优选的，上述步骤203中的NAND FLASH闪存器可以根据现实需要选择更大容量的四个4GB的FLASH闪存器，则所述储存单元就有16GB的内存容量，也可以选择稍小容量的闪存器，以满足实际需求。
上述实施例二，可以同时处理不同的通信接口的数据，记录不同数据类型如音频数据、视频数据等，满足列车运行状态数据的大容量储存；而且采用NAND FLASH闪存器，处理速度高，提高了整个记录系统的性能，为列车事故的分析处理提供了更准确、更完整的数据依据。
实施例三
一种列车运行状态数据的记录装置，请参阅图4，其为本发明揭示了一种列车运行状态数据的记录装置结构示意图，包括：
采集模块301，用于采集外部设备发送的数据；
数据处理模块302，用于对所述数据进行通信协议转换和数据格式处理，并储存在独立缓存区中；
存储模块303，用于选择储存单元中的空闲块，将所述独立缓存区中的数据存储在所述空闲块中，所述储存单元包含高速快闪存储器。
优选的，所述采集模块301包括：一个或者多个通信接口，所述通信接口，用于传输外部设备数据；一个具体的例子如图5通信接口构架图所示，所述多个通信接口包括六个通信接口：RS-485通信接口、RS-422通信接口、第一路CAN通信接口、第二路CAN通信接口、第一路以太网通信接口和第二路以太网通信接口，其中，RS-485通信接口，包括：第一数字隔离模块和总线收发模块；
RS-422通信接口，包括：第二数字隔离模块和总线收发模块；
第一路CAN通信接口，包括：第三数字隔离模块和第一CAN总线收发模块；
第二路CAN通信接口，包括：第四数字隔离模块和第二CAN总线收发模块；
第一路以太网通信接口，包括：第一以太网收发模块和第一脉冲变压模块；
第二路以太网通信接口，包括：第二以太网收发模块和第二脉冲变压模块。
优选的，例如，列车运行状态数据记录装置，可以包括两个通信接口，具体如图4所示，所述采集模块301，只包含RS-485通信接口和RS-422通信接口，通过这两个接口采集数据；优选的所述采集模块301，还可以包含一个或者多个不同的通信接口支持数据传送。
优选的，所述数据处理模块302，包括：
数据协议转换模块302A，用于根据不同通信接口对应的通信协议对所述数据进行通信协议转换；
数据格式处理模块302B，用于按照预先设置的数据格式对协议转换后的数据进行格式处理；
缓存模块302C，用于将格式处理后的数据储存在对应的独立缓存区中。
优选的，所述存储模块303包括：选择子模块303A，用于读取储存单元中高速快闪储存器（四个NAND FLASH闪存器）中的对应的文件目录，识别文件目录中的块占用位标识，判断标识位指示高速闪存存储器中的各个数据块是否为空闲块；
数据储存子模块303B，用于将所述独立缓存区中的数据，通过数据/控制总线存储在选择子模块选择的所述空闲块中。
优选的，上述装置还包括发送模块404，具体装置结构如图6所示，发送模块，用于通过以太网通信接口将记录数据发送给下载终端，以便下载终端对下载的数据进行分析处理；所述装置的采集模块401，还可以包括一个或者多个其他通信接口。
优选的，上述子模块303A中的NAND FLASH闪存器可以根据现实需要选择更大容量的四个4GB的FLASH闪存器，则所述储存单元就有16GB的存储容量，也可以选择稍小容量的闪存器，以满足实际需求。
上述实施例三可以看出，本发明提供的列车运行状态数据记录装置，通过三个模块共同实现大容量的数据记录功能，数据处理速度高，提高了整个记录系统的性能，为列车事故的分析处理提供了更准确、更完整的数据依据。
一种列车运行状态数据记录系统，包含上述实施例三中描述的任意一种装置和下载终端，所述下载终端，用于对接收到的记录数据，进行协议转换处理，并将处理后的数据按照时间连续的数据文件进行显示。具体系统图如图7所示。
以上对本发明提供的一种列车运行状态数据的记录方法、装置及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种列车运行状态数据记录方法，其特征在于，包括：
采集外部设备发送的数据；
对所述数据进行通信协议转换和数据格式处理，并储存在独立缓存区中；
选择储存单元中的空闲块，将所述独立缓存区中的数据存储在所述空闲块中，所述储存单元包含高速快闪存储器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择储存单元中的空闲块，将所述独立缓存区中的数据存储在所述空闲块中，包括：
读取储存单元中高速快闪存储器中的文件目录，识别文件目录中的块占用位标识，所述块占用位标识用于指示高速快闪存储器中的各个数据块是否为空闲块；
根据所述块占用位标识查找的高速快闪存储器中的空闲块，将所述独立缓存区中的数据通过数据/控制总线存储在所述空闲块中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集外部设备发送的数据，包括：
通过一个或多个通信接口进行外部设备数据的采集。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多个通信接口，包括：
RS-485通信接口、RS-422通信接口、第一路CAN通信接口、第二路CAN通信接口、第一路以太网通信接口和第二路以太网通信接口。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述数据进行通信协议转换和数据格式处理，并储存在独立缓存区中，包括：
根据不同通信接口的通信协议对所述数据进行通信协议转换；
按照预先设置的数据格式对协议转换后的数据进行格式处理；
将格式处理后的数据储存在对应的独立缓存区中。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过以太网通信接口传送记录数据给下载终端，以便下载终端对下载的记录数据进行分析处理。
7.一种列车运行状态数据记录装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集外部设备发送的数据；
数据处理模块，用于对所述数据进行通信协议转换和数据格式处理，并储存在独立缓存区中；
存储模块，用于选择储存单元中的空闲块，将所述独立缓存区中的数据存储在所述空闲块中，所述储存单元包含高速快闪存储器。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述存储模块，包括：
选择子模块，用于读取储存单元中高速快闪存储器中的文件目录，识别文件目录中的块占用位标识，所述块占用位标识用于指示高速快闪存储器中的各个数据块是否为空闲块；
数据储存子模块，用于将所述独立缓存区中的数据，通过数据/控制总线存储在选择子模块选择的所述空闲块中。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述采集模块，包括：
一个或者多个通信接口，所述通信接口，用于传输外部设备数据。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述多个通信接口，包括：RS-485通信接口、RS-422通信接口、第一路CAN通信接口、第二路CAN通信接口、第一路以太网通信接口和第二路以太网通信接口，其中，
RS-485通信接口，包括：第一数字隔离模块和第一总线收发模块；
RS-422通信接口，包括：第二数字隔离模块和第二总线收发模块；
第一路CAN通信接口，包括：第三数字隔离模块和第一CAN总线收发模块；
第二路CAN通信接口，包括：第四数字隔离模块和第二CAN总线收发模块；
第一路以太网通信接口，包括：第一以太网收发模块和第一脉冲变压模块；
第二路以太网通信接口，包括：第二以太网收发模块和第二脉冲变压模块。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述数据处理模块，包括：
数据协议转换模块，用于根据不同通信接口对应的通信协议对所述数据进行通信协议转换；
数据格式处理模块，用于按照预先设置的数据格式对协议转换后的数据进行格式处理；
缓存模块，用于将格式处理后的数据储存在对应的独立缓存区中。
12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
传送模块，用于通过以太网通信接口发送记录数据，以便下载终端对下载的数据进行分析处理。
13.一种列车运行状态数据记录系统，其特征在于，包括：
上述权利要求7至12中任意一项所述的装置和下载终端；
所述下载终端，用于对从传送模块接收到的记录数据，进行分析处理，将分析后的数据按照时间连续的数据文件进行显示。
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