CN105894606A - 一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其特征在于HDD机械硬盘和SSD固态硬盘的组合使用，硬件上HDD机械硬盘下方设置有弹簧导向杆、减振弹簧和加速度传感器，能够实时监测船体振动强度，SSD固态硬盘作为缓存临时存储航行实时记录的数据，HDD机械硬盘作为最终的数据存储仓库，软件上将SSD固态硬盘记录的数据以数据存储块的形式分块保存，当调度软件检测到加速度传感器小于设定值时，将SSD固态硬盘中的数据存储块复制到HDD机械硬盘中；有益效果是其成本较低，抗振效果好，数据存储可靠性高，能满足长时间海上航行存储大容量数据需求。

Description

一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置

技术领域

本发明涉及海洋船舶运输领域，特别是涉及一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置。

背景技术

船载航行数据记录仪(Voyage Data Recorder，VDR)，又称″船舶黑匣子"，是一种专门用于记录和保存船舶航行过程中重要信息参数的智能化记录设备。数据存储介质是数据记录仪的关键部分，能够记录雷达等所有设备传送过来的信息数据，其可靠性和抗震性能直接决定“黑匣子”的可靠性和有效性。国际海事组织关于强制安装船载航行数据记录仪命令的颁布，日益引起中国航海界的广泛关注。中国作为世界级航运大国，在国际航运市场占据着举足轻重的地位，中国船舶安装黑匣子对世界航运业的发展将起到不容忽视的促进作用。2001年12月27日，一则小小的新闻报道引起中国航运界的骚动：由中国远洋运输集团总公司和清华大学共同研制开发的拥有中国自主知识产权的船载航行数据记录仪首家通过中国船级社检验，她标志着我国在VDR方面与国外生产商站在了同一起跑线上，不再依赖国外进口了，同时也意味着中国将步入安装船舶黑匣子的实质性运作阶段。

随着现代船舶航行里程的增加，船舶在海上漂泊时间延长，一次远航经常好耗时几个月，这样自然对船载航行数据存储介质的数据容量提出了很高的要求，需要存储几十天所采集的数据，况且海上天气状况经常突变，随时出现风浪，引起船载航行数据存储介质的剧烈晃动，严重影响数据存储的安全和可靠性，普通机械硬盘(HDD)容量大，成本低，但不宜在移动的环境中使用，非常容易损坏，HDD机械硬盘需要马达带动磁片旋转才能进行数据的读取/写入，并且马达和磁片的旋转都会产生噪声和震动，在大多数情况下这个噪声和震动很小，但在船舶剧烈晃动过程中，HDD机械硬盘很容易因为振动和冲击较大造成硬盘损坏，从而引起数据丢失。固态硬盘(SSD)则需要电力来运行它的处理器一它不会产生震动，几乎没有噪音。SSD固态硬盘的另一个好处就是因为它没有移动部件，对振动和冲击不敏感，固态硬盘(SSD)抗冲击能力强，但致命的缺点是存储容量小，不适应船舶海洋长距离航行数据存储，且成本非常高昂。

为了解决目前现有技术数据存储介质抗振性能差，可靠性低，数据经常丢失等问题，本发明提出了一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其成本较低，抗振效果好，数据存储可靠性高，既能满足长时间海上航行存储大容量数据需求，填补相关技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，能够适应航行过程中长时间不平稳的海上环境和随机振动，具有很好的抗振效果和大数据存储容量，适合长时间远航，有效的提升了数据存储的可靠性和安全性，提升了船载航行数据记录仪的内在质量和品质。

本发明所解决的技术问题所采用的技术方案：一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，包括螺母、弹簧导向杆、HDD机械硬盘、加速度传感器、减振弹簧、机壳等，其特征在于HDD机械硬盘和SSD固态硬盘的组合使用，硬件上HDD机械硬盘下方设置有弹簧导向杆、减振弹簧和加速度传感器，能够实时监测船体振动强度，SSD固态硬盘作为缓存临时存储航行实时记录的数据，软件上将SSD固态硬盘记录的数据以数据存储块的形式分块保存，当调度软件检测到加速度传感器小于设定值时，说明振动强度较弱，适宜HDD机械硬盘工作，将SSD固态硬盘中的数据存储块复制到HDD机械硬盘中，并在SSD固态硬盘中设置复制标识，可以被新记录的数据覆盖，当调度软件检测到加速度传感器大于等于设定值时，SSD固态硬盘暂时不向HDD机械硬盘中复制数据存储块，SSD固态硬盘时刻存储采集的数据，最终所有的数据均存放在HDD机械硬盘中，SSD固态硬盘起实时收集数据和中转的作用，HDD机械硬盘是最终的数据仓库。

一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其特征在于HDD机械硬盘的四个安装孔中均配置有弹簧导向杆，对减振弹簧起导向作用。一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其特征在于减振弹簧上端与HDD机械硬盘接触，减振弹簧上端与加速度传感器接触，加速度传感器能够实时通过减振弹簧监控HDD机械硬盘的振动强度信号。一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其特征在于SSD固态硬盘中记录的数据以数据存储块的形式进行保存，较佳的数据存储块的大小为32MB/块，但不限于每块32MB。一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其特征在于将SSD固态硬盘中的一部分空间设置为操作系统空间，剩余空间为缓存空间，较佳的配置为128GB的SSD固态硬盘，其中64GB设置为操作系统空间，剩余64GB缓存空间，但SSD固态硬盘的空间大小和分割方式均不限于此。一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其特征在于HDD机械硬盘的较佳配置为1.5TB的存储空间，但不限于此存储空间。一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其特征在于HDD机械硬盘下面的减振弹簧和加速度传感器的较佳形式为4个，但不局限于4点支撑。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：其成本较低，抗振效果好，数据存储可靠性高，既能满足长时间海上航行存储大容量数据需求，具有很好的抗振效果和大数据存储容量，适合长时间远航，有效的提升了数据存储的可靠性和安全性，提升了船载航行数据记录仪的内在质量和品质。

附图说明

图1是一种船载航行数据存储介质的抗振装置；

图2是控制流程图。

图1中：1、螺母； 2、弹簧导向杆； 3、HDD机械硬盘；4、加速度传感器 5、减振弹簧； 6、机壳。

具体实施方式

参考附图描述本发明的实施方式，下面结合图1和图2对本发明进行具体说明。以DVD画质下的带宽为例，DVD画质下的带宽约为2M/bps，一次远海航行按60天计算，不间断记录数据共需约1.3TB的存储量，船舶上配置一个1.5TB的HDD机械硬盘(3)和一个128GB的SSD固态硬盘，1.5TB的HDD机械硬盘(3)可以足够存储船舶连续航行60天所有的数据信息，SSD固态硬盘实时存储数据，作为缓存，临时暂存数据，HDD机械硬盘(3)作为最终数据仓库，硬件部分将HDD机械硬盘(3)通过周围的四个安装孔穿入弹簧导向杆(2)，并在HDD机械硬盘(3)的四个安装孔下面均装有减振弹簧(5)，减振弹簧(5)的上端与HDD机械硬盘(3)的底部相接触，减振弹簧(5)的下端与加速度传感器(4)相接触，加速度传感器(4)安装在机壳(6)上，加速度传感器(4)将减振弹簧(5)传过来的实时振动信号采集给CPU处理，软件部分中调度软件检测加速度传感器(4)的数值，然后再采取相应的控制策略，船舶航行时由SSD固态硬盘实时存储采集的数据，选用128GB的SSD固态硬盘，其中64GB作为操作系统，剩下的64GB作为缓存使用，可以缓存船舶连续航行大约72小时的实时数据，足够应对振动强烈的时间段，并将记录的数据以数据存储块的形式保存，每个数据存储块的大小为32MB，当加速度传感器(4)传过来的数值小于1m/s²时，说明船舶环境较为平稳，将SSD固态硬盘存储的数据存储块复制到HDD机械硬盘(3)中，并在SSD固态硬盘中设置复制标识，可以被新采集的数据覆盖，这样SSD固态硬盘实时存储雷达等设备采集过来的信息，一旦调度软件检测到加速度传感器(4)的数值小于设定值，说明船舶环境较为平稳，开始将SSD固态硬盘中的数据以数据存储块的形式复制到HDD机械硬盘(3)中，腾空SSD固态硬盘的存储空间，以便SSD固态硬盘有足够的空间在恶劣时间段进行临时存储数据，作为缓存使用，当调度软件检测到加速度传感器(4)的数值大于等于1m/s²，说明船舶振动较剧烈，SSD固态硬盘停止向HDD机械硬盘(3)中复制数据存储块，此时间段所有采集的数据信息均临时全部存储在SSD固态硬盘中，等待风浪过后船舶平稳，一旦调度软件检测到加速度传感器(4)的数值小于1m/s²时，SSD固态硬盘又开始向HDD机械硬盘(3)中复制数据存储块，腾空SSD固态硬盘存储空间，所有采集的数据最终均要通过SSD固态硬盘全部复制到HDD机械硬盘(3)中，最终数据是存储在HDD机械硬盘(3)中，SSD固态硬盘起到临时存放和数据中转的作用，确保数据存储介质在任何环境下均能可靠的工作和运行。

以上所述，仅是发明的较佳实施方式，并非对本发明做任何限制，凡是根据本发明实质对以上实施方式所作的任何修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，包括螺母、弹簧导向杆、HDD机械硬盘、加速度传感器、减振弹簧、机壳等，其特征在于HDD机械硬盘和SSD固态硬盘的组合使用，硬件上HDD机械硬盘下方设置有弹簧导向杆、减振弹簧和加速度传感器，能够实时监测船体振动强度，SSD固态硬盘作为缓存临时存储航行实时记录的数据，软件上将SSD固态硬盘记录的数据以数据存储块的形式分块保存，当调度软件检测到加速度传感器小于设定值时，说明振动强度较弱，适宜HDD机械硬盘工作，将SSD固态硬盘中的数据存储块复制到HDD机械硬盘中，并在SSD固态硬盘中设置复制标识，可以被新记录的数据覆盖，当调度软件检测到加速度传感器大于等于设定值时，SSD固态硬盘暂时不向HDD机械硬盘中复制数据存储块，SSD固态硬盘时刻存储采集的数据，最终所有的数据均存放在HDD机械硬盘中，SSD固态硬盘起实时收集数据和中转的作用，HDD机械硬盘是最终的数据仓库。

2.根据权利要求1所述的一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其特征在于HDD机械硬盘的四个安装孔中均配置有弹簧导向杆，对减振弹簧起导向作用。

3.根据权利要求1所述的一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其特征在于减振弹簧上端与HDD机械硬盘接触，减振弹簧上端与加速度传感器接触，加速度传感器能够实时通过减振弹簧监控HDD机械硬盘的振动强度信号。

4.根据权利要求1所述的一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其特征在于SSD固态硬盘中记录的数据以数据存储块的形式进行保存，较佳的数据存储块的大小为32MB/块，但不限于每块32MB。

5.根据权利要求1所述的一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其特征在于将SSD固态硬盘中的一部分空间设置为操作系统空间，剩余空间为缓存空间，较佳的配置为128GB的SSD固态硬盘，其中64GB设置为操作系统空间，剩余64GB缓存空间，但SSD固态硬盘的空间大小和分割方式均不限于此。

6.根据权利要求1所述的一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其特征在于HDD机械硬盘的较佳配置为1.5TB的存储空间，但不限于此存储空间。

7.根据权利要求1所述的一种船载航行数据存储介质的抗振方法与装置，其特征在于HDD机械硬盘下面的减振弹簧和加速度传感器的较佳形式为4个，但不局限于4点支撑。