CN104965803B - 高速列车运行数据大容量安全存储单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供高速列车运行数据大容量安全存储单元，解决了列车运行数据无法安全存储和易造成数据丢失的问题；其方案是，所述的车载记录转储装置安装在高速列车的电气柜内，车载记录转储装置经底板总线与大容量安全存储单元进行数据交互；本发明在高速列车上安装车载记录转储装置，并在其中安装大容量安全存储单元的总线接口模块，可实时采集并接收列车列控设备的运行数据，大容量安全存储单元采用非易失性铁电存储器，实时将接收到的数据通过非易失性铁电存储器进行前级缓存，本发明采用Flash大容量存储器，经过铁电存储器缓存的数据直接写入Flash大容量存储器，并对写入数据进行校验，为分析列车故障、运行事故提供数据支撑。

Description

高速列车运行数据大容量安全存储单元
技术领域
本发明涉及铁路高速列车数据记录存储技术领域，特别是高速列车运行数据大容量安全存储单元。
背景技术
铁电存储属于非易失性的，可上百万次读写的存储，存储的原理类似于DRAM，由一个NMOS管和一个CAP组成，在芯片里面有行译码，列译码，读出写入缓冲器和位读出放大器，在掉电的情况下，并不会丢失所存的数据，该技术的运用在航空领域的应用已经非常成熟，一般存储容量有所限制，Flash存储技术已经广泛应用于电子产品中，具有存储容量大、易用、性能较好，但存在掉电时，数据易丢失的缺点，高速列车运行数据量大，采用铁电存储及Flash存储相结合的方式，在其他领域也有相关的应用，且应用较为成熟，目前在高速列车运行数据存储上还未实现，高速列车的安全运行时高速列车运行的根本，对于高速列车的故障分析及监测将有利于保障列车的维修维护及运行安全，随着高速列车的运行密度和高铁线路的陆续开通，列车运行数据的安全存储及分析更显得尤为重要。
为了解决上述问题，高速列车上安装了部分存储设备，但实际运用过程，无法将列车运行数据安全存储，且易造成数据丢失，主要原因有以下几个方面：
1、列车控车设备之间的数据存储目前比较单一，各设备只对本设备的数据进行存储；
2、数据存储无法实现安全存储，易出现数据丢失的情况；
3、存储容量小，一般只能满足7天左右的存储周期。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供高速列车运行数据大容量安全存储单元，有效解决了列车运行数据无法安全存储和易造成数据丢失的问题。
其解决的技术方案是，包括车载记录转储装置、大容量安全存储单元和底板总线，所述的车载记录转储装置安装在高速列车的电气柜内，车载记录转储装置经底板总线与大容量安全存储单元进行数据交互；
大容量安全存储单元，包括总线接口模块、铁电存储模块和Flash存储模块，总线接口模块通过底板总线与车载记录转储装置进行数据交互，总线接口模块还通过串行接口联接铁电存储模块，铁电存储模块与Flash存储模块进行数据传输。
本发明在高速列车上安装车载记录转储装置，并在其中安装大容量安全存储单元的总线接口模块，可实时采集并接收列车列控设备的运行数据，大容量安全存储单元采用非易失性铁电存储器，实时将接收到的数据通过非易失性铁电存储器进行前级缓存，本发明采用Flash大容量存储器，经过铁电存储器缓存的数据直接写入Flash大容量存储器，并对写入数据进行校验，为分析列车故障、运行事故提供数据支撑。
附图说明
图1为本发明的整体结构图。
图2为本发明的总线接口模块的原理框图。
图3为本发明的铁电存储模块的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
现结合图1至图3所示，本发明高速列车运行数据大容量安全存储单元，包括车载记录转储装置、大容量安全存储单元和底板总线，所述的车载记录转储装置安装在高速列车的电气柜内，车载记录转储装置经底板总线与大容量安全存储单元进行数据交互；
大容量安全存储单元，包括总线接口模块、铁电存储模块和Flash存储模块，总线接口模块通过底板总线与车载记录转储装置进行数据交互，总线接口模块还通过串行接口联接铁电存储模块，铁电存储模块与Flash存储模块进行数据传输。
所述的大容量安全存储单元安装于车载记录转储装置内，通过底板总线，进行数据实时存储。
所述总线接口模块采用应答式总线通信协议与车载记录转储装置进行数据交互。
所述总线接口模块采用RS232接口及应答器通信协议与铁电存储模块进行数据交互。
所述总线接口模块由FPGA和ARM两部分组成，其中，FPGA与总线接口控制，保证数据完整接收并传输至ARM进行处理；ARM接收FPGA传来的数据，并对数据进行校验处理，通过串行接口将数据传输至铁电存储模块，完成与铁电存储模块的数据交互控制，总线接口模块通过底板总线与车载记录转储装置完成数据交互及验证，总线接口模块通过串行接口将接收到的数据发送至铁电存储模块，铁电存储模块通过对数据分隔处理控制非易失性铁电存储芯片对数据进行安全存储，再通过大容量Flash芯片实现大容量数据的安全存储。
所述铁电存储模块由铁电芯片完成，用于与总线接口模块的数据通信和校验，并完成数据拆包、铁电写入及铁电写入检查、铁电读取、Flash写入和Flash写入检查的功能。
所述车载记录转储装置安装在高速列车电气柜内，高速列车在高速运行过程中，车载记录转储装置实时采集列车运行数据，并通过底板总线发送至大容量安全存储单元进行数据存储。
本发明中的各个模块间采用一问一答式协议进行数据交互，保证数据能够完整地进行记录。
本发明在车载上安装了车载记录转储装置，并在车载记录转储装置内安装了大容量安全存储单元，大容量安全存储单元的总线接口模块可实时采集并接收列车列控中心的运行数据；大容量安全存储单元中的铁电存储模块采用非易失性铁电存储器，实时将接收到的数据通过非易失性铁电存储器进行前级缓存；大容量安全存储单元中采用Flash大容量存储器，经过铁电存储模块缓存的数据直接写入Flash大容量存储器，并对写入数据进行校验；以上所述，本发明的列车运行数据大容量安全存储单元能满足铁路部门对高速列车运行数据的安全存储，为分析列车故障、运行事故提供数据支撑。

Claims (5)

1.高速列车运行数据大容量安全存储单元，包括车载记录转储装置、大容量安全存储单元和底板总线，其特征在于，所述的车载记录转储装置安装在高速列车的电气柜内，车载记录转储装置经底板总线与大容量安全存储单元进行数据交互；
大容量安全存储单元，包括总线接口模块、铁电存储模块和Flash存储模块，总线接口模块通过底板总线与车载记录转储装置进行数据交互，总线接口模块还通过串行接口联接铁电存储模块，铁电存储模块与Flash存储模块进行数据传输；
所述总线接口模块由FPGA和ARM两部分组成，其中，FPGA与总线接口连接，保证数据完整接收并传输至ARM进行处理；ARM接收FPGA传来的数据，并对数据进行校验处理，通过串行接口将数据传输至铁电存储模块，完成与铁电存储模块的数据交互控制，总线接口模块通过底板总线与车载记录转储装置完成数据交互及验证，总线接口模块通过串行接口将接收到的数据发送至铁电存储模块，铁电存储模块通过对数据分隔处理控制非易失性铁电存储芯片对数据进行安全存储，再通过大容量Flash芯片实现大容量数据的安全存储。
2.根据权利要求1所述的高速列车运行数据大容量安全存储单元，其特征在于，所述的大容量安全存储单元安装于车载记录转储装置内，通过底板总线，进行数据实时存储。
3.根据权利要求1所述的高速列车运行数据大容量安全存储单元，其特征在于，所述总线接口模块采用应答式总线通信协议与车载记录转储装置进行数据交互。
4.根据权利要求1所述的高速列车运行数据大容量安全存储单元，其特征在于，所述总线接口模块采用RS232接口及应答器通信协议与铁电存储模块进行数据交互。
5.根据权利要求1所述的高速列车运行数据大容量安全存储单元，其特征在于，所述铁电存储模块由铁电芯片完成。
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