CN109414991B - 实时数据获取与记录系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于移动资产的数据获取与记录系统DARS，其包含数据记录器。数据记录器包含数据编码器、机载数据管理器、交通工具事件检测器、至少一个本地存储器组件及排队存储库。DARS处理来自至少一个输入传感器的数据且至少每秒一次地将数据的经压缩记录存储于本地存储器模块中。DARS经设计而以近实时模式运行，从而每五分钟将包括五分钟的数据的完整记录存储到远程存储器模块，并且以实时模式运行，从而通过至少每秒一次且多达每十分之一秒一次地上传数据的记录而将数据流式传输到远程存储器模块。远程定位的用户可：通过网络浏览器观看由DARS获取的视频、音频及数据，此提供较快紧急响应；验证修理及重新路线规划的有效性；且监视组员表现及安全。

Description

实时数据获取与记录系统
相关申请案交叉参考
本申请案主张2016年5月16日提出申请的美国临时申请案第62/337,227号的优先权、主张2016年5月16日提出申请的美国临时申请案第62/337,225号的优先权、主张2016年5月16日提出申请的美国临时申请案第62/337,228号的优先权且主张2017年5月15日提出申请的美国非临时申请案15/595,650的优先权达到法律允许的程度，且所述申请案的内容以其全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及用于高价值资产中的设备且特定来说，涉及用于高价值移动资产中的实时数据获取与记录系统。
背景技术
例如机车、航空器、大运量客运系统、采矿设备、可运输医疗设备、货物、海运船舶及军用船舶等高价值移动资产通常采用机载数据获取与记录“黑匣子(black box)”系统及/或“事件记录器”系统。这些数据获取与记录系统(例如事件数据记录器或飞行数据记录器)记录用于事故调查、组员表现评估、燃料效率分析、维修计划及预测性诊断的多种系统参数。典型数据获取与记录系统包括数字及模拟输入，以及压力开关及压力传感器，其记录来自各种机载传感器装置的数据。所记录数据可包含例如速度、所行进距离、位置、燃料水平、每分钟发动机转数(RPM)、流体水平、操作者控制、压力、当前及所预报天气状况以及周围状况等参数。除了基本事件及操作数据之外，还对这些相同移动资产中的许多移动资产部署视频及音频事件/数据记录能力。通常，在已发生涉及资产且需要进行调查的事故之后，一旦已恢复数据记录器，便从数据记录器提取数据。可出现其中无法恢复数据记录器或数据以其它方式不可用的特定情境。在这些情境中，立即需要由数据获取与记录系统获取的数据(例如事件及操作数据、视频数据以及音频数据)，而不管对数据获取与记录系统或数据的物理存取是否可用。
发明内容
本发明一般来说涉及用于高价值移动资产中的实时数据获取与记录系统。本文中的教示可提供对由实时数据获取与记录系统记录的关于高价值移动资产的数据(例如事件及操作数据、视频数据及音频数据)的实时或近实时存取。本文中所描述的一种用于处理、存储及发射来自移动资产的数据的方法的一个实施方案包含：使用位于所述移动资产上的数据记录器从以下各项中的至少一者接收基于至少一个数据信号的数据：位于所述移动资产上的至少一个数据源；及远离所述移动资产的至少一个数据源；使用所述数据记录器的数据编码器而基于所述数据来编码包括位流的记录；使用所述数据记录器的机载数据管理器将所述记录附加到记录块；及使用所述机载数据管理器将所述记录块以可配置第一预定速率存储于所述数据记录器的至少一个本地存储器组件及所述数据记录器的排队存储库中。
本文中所描述的一种用于处理、存储及发射来自移动资产的数据的方法的另一实施方案包含：从位于所述移动资产上的至少一个输入传感器接收数据信号；基于所述数据信号而编码包括位流的记录；将所述记录附加到包括多个记录的记录块；将所述记录块存储到位于所述移动资产上的至少一个本地存储器组件；及在所述多个记录包括预定量的数据的条件下，将所述记录块存储到远程存储器组件。
本文中所描述的一种实时数据获取与记录系统的一个实施方案包含：位于所述移动资产上的数据记录器，其包括至少一个本地存储器组件、数据编码器、机载数据管理器及排队存储库，所述数据记录器经配置以从以下各项中的至少一者接收基于至少一个数据信号的数据：位于所述移动资产上的至少一个数据源；及远离所述移动资产的至少一个数据源；所述数据编码器经配置以基于所述数据而编码包括位流的记录；所述机载数据管理器经配置以：将所述记录附加到记录块；及将所述记录块以可配置第一预定速率存储于所述至少一个本地存储器组件及所述排队存储库中。
本文中所描述的一种用于处理、存储及发射来自移动资产的数据的系统的另一实施方案包含：数据编码器，其经配置以从位于所述移动资产上的至少一个输入传感器接收数据信号且将所述数据信号压缩成包括位流的记录；及机载数据管理器，其经配置以：将所述记录附加到包括多个记录的记录块；将所述记录块存储于位于所述移动资产上的碰撞硬化(crash hardened)存储器组件中；及在所述多个记录包括预定量的数据的条件下，将所述记录块存储到远程存储器组件。
下文将以额外细节描述本发明的这些及其它方面中的变化。
附图说明
本文中的描述参考附图，其中在所有数个视图中相似参考编号指代相似部件，且其中：
图1图解说明根据本发明的实施方案的示范性实时数据获取与记录系统的第一实施例的现场实施方案；
图2图解说明根据本发明的实施方案的示范性实时数据获取与记录系统的第二实施例的现场实施方案；
图3是根据本发明的实施方案的用于记录来自移动资产的数据及/或信息的过程的流程图；
图4是根据本发明的实施方案的用于在电力中断之后附加来自移动资产的数据及/或信息的过程的流程图；
图5是图解说明根据本发明的实施方案的被保存到碰撞硬化存储器模块的示范性临时记录块及完整记录块的图式；
图6是图解说明根据本发明的实施方案的在电力中断之前及在电力恢复之后的碰撞硬化存储器模块中的示范性临时记录块的图式；且
图7是图解说明根据本发明的实施方案的在已恢复电力之后的碰撞硬化存储器模块中的示范性记录分段的图式。
具体实施方式
本文中所描述的实时数据获取与记录系统向远程定位的用户(例如资产所有者、操作者及调查者)提供对与高价值资产有关的宽广范围的数据(例如事件及操作数据、视频数据以及音频数据)的实时或近实时存取。数据获取与记录系统经由数据记录器而记录与资产有关的数据，且在事故已发生之前、期间及之后将所述数据流式传输到远程数据存储库及远程定位的用户。将数据实时或近实时地流式传输到远程数据存储库，从而使信息至少在截至事故或紧急情境时为可用的，由此实际上消除对定位及下载“黑匣子”以便调查涉及资产的事故的需要且消除对与资产上的数据记录器进行交互以请求下载特定数据、定位及传送文件以及使用定制应用程序来观看数据的需要。本发明的系统保持典型记录能力且增加用以在事故之前、期间及之后将数据流式传输到远程数据存储库及远程终端用户的能力。在绝大多数情境中，在数据记录器中记录的信息为冗余的且不需要的，这是因为数据已被获取并存储于远程数据存储库中。
在本发明的系统之前，在事故已发生且需要进行调查之后从“黑匣子”或“事件记录器”提取数据。含有由“黑匣子”记录的时间分段的数据文件必须从“黑匣子”被下载及检索且接着由用户利用专有软件来观看。用户将必须获得对资产的物理或远程存取、选择将要从“黑匣子”下载的所要数据、将含有所要信息的文件下载到计算装置，且使用在计算装置上进行操作的定制应用程序来定位具有所要数据的适当文件。本发明的系统已消除使用户执行这些步骤的需要，仅需要用户使用共同网络浏览器来导览到所要数据。
远程定位的用户(例如资产所有者、操作者及/或调查者)可存取共同网络浏览器以导览到与所选择资产有关的实况及/或历史所要数据来实时或近实时地观看并分析资产的操作效率及安全。用以实时或近实时地观看操作的能力实现迅速的行为评估及调整。举例来说，在事故期间，实时信息及/或数据可促进对情境进行检伤分类且向第一响应者提供有价值信息。举例来说，在正常操作期间，实时信息及/或数据可用于审核组员表现且帮助进行全网络情境感知。
数据可包含但不限于：源自资产及/或资产附近的模拟及频率参数，例如速度、压力、温度、电流、电压及加速度；布尔(Boolean)数据，例如开关位置、致动器位置、警示灯照明及致动器命令；全球定位系统(GPS)数据及/或地理信息系统(GIS)数据，例如位置、速度及海拔高度；内部产生的信息，例如在给定资产的当前位置时所述资产的管制速度限制、来自位于资产中、其上或附近的各种位置处的相机的视频及图像信息、来自位于资产中、其上或附近的各种位置处的麦克风的音频信息；从数据中心被发送到资产的关于资产的操作计划的信息，例如路线、时间表及货物清单信息；关于资产当前正操作或计划操作的区域的环境状况的信息，包含当前及所预报天气状况；由机车中的例如主动列车控制(positivetrain control)(PTC)等系统产生的资产控制状态及操作数据；及从以上各项中的任何者的组合导出的数据，包含但不限于额外数据、视频及音频分析以及分析法。
图1及2分别图解说明其中可实施本发明的方面的示范性实时数据获取与记录系统(DARS)100、200的第一实施例及第二实施例的现场实施方案。DARS100、200为将实时信息从数据记录装置递送给远程定位的终端用户的系统。DARS100、200包含数据记录器154、254，所述数据记录器安装于交通工具或移动资产148、248上且通过机载有线及/或无线数据链路170、270(例如无线网关/路由器)的任何组合而与任何数目个各种信息源进行通信或者经由DARS100、200的数据中心150、250、经由数据链路(例如无线数据链路146)而与板外信息源进行通信。数据记录器154、254包括机载数据管理器120、220、数据编码器122、222、交通工具事件检测器156、256、排队存储库158、258及无线网关/路由器172、272。另外，在此实施方案中，数据记录器154、254可包含碰撞硬化存储器模块118、218及/或具有或不具有以太网供电(POE)的以太网交换机162、262。示范性硬化存储器模块118、218可为(举例来说)符合美国联邦法规(Code of Federal Regulations)及联邦铁路管理局法规(Federal Railroad Administration regulations)的防撞事件记录器存储器模块、符合美国联邦法规及联邦航空管理局法规(Federal Aviation Administration regulations)的碰撞可保全存储器单元、符合任何可适用美国联邦法规的碰撞硬化存储器模块或如此项技术中已知的任何其它适合硬化存储器装置。在图2中所展示的第二实施例中，数据记录器254可进一步包含任选非碰撞硬化可装卸式存储装置219。
有线及/或无线数据链路170、270可包含离散信号输入、标准或专有以太网、串行连接及无线连接中的任一者或组合。以太网连接的装置可利用数据记录器154、254的以太网交换机162、262且可利用POE。以太网交换机162、262可为内部或外部的且可支持POE。另外，来自图1及2的实施方案中的例如地图组件164、264、路线/组员清单组件124、224及天气组件126、226等远程数据源的数据可通过无线数据链路146、246及无线网关/路由器172、272而从数据中心150、250用于机载数据管理器120、220及交通工具事件检测器156、256。
数据记录器154、254通过机载数据链路170、270而从各种各样的源收集数据或信息，所述源可基于资产的配置而广泛地变化。数据编码器122、222至少对通常由管制机构定义的最小数据集进行编码。在此实施方案中，数据编码器122、222从各种各样的资产148、248源及数据中心150、250源接收数据。信息源可包含资产148、248中的任何数目个组件，例如以下各项中的任一者：模拟输入102、202、数字输入104、204、I/O模块106、206、交通工具控制器108、208、发动机控制器110、210、惯性传感器112、212、全球定位系统(GPS)114、214、相机116、216、主动列车控制(PTC)/信号数据166、266、燃料数据168、268、蜂窝式发射检测器(未展示)、内部驱动数据及任何额外数据信号，以及数据中心150、250中的任何数目个组件，例如以下各项中的任一者：路线/组员清单组件124、224、天气组件126、226、地图组件164、264及任何额外数据信号。数据编码器122、222压缩或编码数据且将所述数据进行时间同步以便促进向远程数据存储库130、230的高效实时发射及复制。数据编码器122、222将经编码数据发射到机载数据管理器120、220，所述机载数据管理器接着将经编码数据保存于碰撞硬化存储器模块118、218及排队存储库158、258中以用于经由位于数据中心150、250中的远程数据管理器132、232而复制到远程数据存储库130、230。任选地，机载数据管理器120、220可将经编码数据的第三副本保存于图2中所展示的第二实施例的非碰撞硬化可装卸式存储装置219中。机载数据管理器120、220与远程数据管理器132、232一致地工作以管理数据复制过程。数据中心150、250中的单个远程数据管理器132、232可管理来自多个资产148、248的数据的复制。
将来自各种输入组件的数据及来自车载音频/图形用户接口(GUI)160、260的数据发送到交通工具事件检测器156、256。交通工具事件检测器156、256处理数据以确定事件、事故或涉及资产148、248的其它预定义情况是否已发生。当交通工具事件检测器156、256检测到指示预定义事件发生的信号时，交通工具事件检测器156、256将预定义事件发生的经处理数据连同围绕预定义事件的支持数据一起发送到机载数据管理器120、220。交通工具事件检测器156、256基于来自各种各样的源(例如模拟输入102、202、数字输入104、204、I/O模块106、206、交通工具控制器108、208、发动机控制器110、210、惯性传感器112、212、GPS114、214、相机116、216、路线/组员清单组件124、224、天气组件126、226、地图组件164、264、PTC/信号数据166、266及燃料数据168、268)的数据而检测事件，所述源可基于资产的配置而变化。当交通工具事件检测器156、256检测到事件时，将所检测资产事件信息存储于排队存储库158、258中且可任选地经由车载音频/图形用户接口(GUI)160、260而呈现给资产148、248的组员。
机载数据管理器120、220还将数据发送到排队存储库158。在近实时模式中，机载数据管理器120、220将从数据编码器122、222接收的经编码数据及任何事件信息存储于碰撞硬化存储器模块118、218及排队存储库158、258中。在图2的第二实施例中，机载数据管理器220可任选地将经编码数据存储于非碰撞硬化可装卸式存储装置219中。在五分钟的经编码数据已在排队存储库158、258中积累之后，机载数据管理器120、220通过无线数据链路146、256、经由数据中心150、250中的远程数据管理器132、232而将五分钟的经编码数据存储到远程数据存储库130、230，所述无线数据链路是通过无线网关/路由器172、272而存取的。在实时模式中，机载数据管理器120、220将从数据编码器122、222接收的经编码数据及任何事件信息存储到碰撞硬化存储器模块118、218且任选地存储于图2的非碰撞硬化可装卸式存储装置219中，并通过无线数据链路146、246、经由数据中心150、250中的远程数据管理器132、232而将所述经编码数据及任何事件信息存储到远程数据存储库130、230，所述无线数据链路是通过无线网关/路由器172、272而存取的。机载数据管理器120、220与远程数据管理器132、232可利用无线网关/路由器172、272经由多种无线通信链路(例如Wi-Fi、蜂窝、卫星及专用无线系统)而进行通信。无线数据链路146、246可为(举例来说)无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)、无线广域网(WWAN)、专用无线系统、蜂窝式电话网或将来自DARS100、200的数据记录器154、254的数据传送到(在此实例中)DARS100、200的远程数据存储库130、230的任何其它构件。当无线数据连接为不可用时，数据被存储于存储器中且在排队存储库158、258中被排队直到无线连接性恢复且数据复制过程可重新开始为止。
与数据记录并行地，数据记录器154、254连续且自主地将数据复制到远程数据存储库130、230。复制过程具有两种模式：实时模式及近实时模式。在实时模式中，每秒将数据复制到远程数据存储库130、230。在近实时模式中，每五分钟将数据复制到远程数据存储库130、230。用于近实时模式的速率为可配置的，且用于实时模式的速率可经调整以通过每0.10秒将数据复制到远程数据存储库130、230而支持高分辨率数据。当DARS100、200处于近实时模式中时，机载数据管理器120、220在将数据复制到远程数据管理器132、232之前将数据在排队存储库158、258中排队。机载数据管理器120、220还将在排队存储库158、258中被排队的交通工具事件检测器信息复制到远程数据管理器132、232。在正常操作期间、在大多数状况下使用近实时模式，以便改进数据复制过程的效率。
可基于正发生且由位于资产148、248上的交通工具事件检测器156、256检测到的事件或者通过从数据中心150、250起始的请求而起始实时模式。当远程定位的用户152、252已从网络客户端142、242请求实时信息时，起始使典型数据中心150、250起始对实时模式的请求。实时模式起源于资产148、248上的典型原因是交通工具事件检测器156、256检测到事件或事故，例如操作者起始紧急停止请求、紧急制动活动、在任何轴上的迅速加速或减速或者去往数据记录器154、254的输入电力的损失。当从近实时模式转变到实时模式时，将尚未被复制到远程数据存储库130、230的所有数据复制并存储于远程数据存储库130、230中且接着起始实况复制。近实时模式与实时模式之间的转变通常发生在少于五秒内。在从事件或事故以来已经过预定时间量(预定不活动时间量)之后，或当用户152、252不再期望来自资产148、248的实时信息时，数据记录器154、254回复到近实时模式。起始转变所需的预定时间量为可配置的且通常被设定到十分钟。
当数据记录器154、254处于实时模式中时，机载数据管理器120、220尝试连续地将其队列清空到远程数据管理器132、232，从而将数据存储到碰撞硬化存储器模块118、218，且任选地存储到图2的非碰撞硬化可装卸式存储装置219，并且同时将数据发送到远程数据管理器132、232。机载数据管理器120、220还将在排队存储库158、258中被排队的所检测交通工具信息发送到远程数据管理器132、232。
在接收到来自数据记录器154、254的待被复制的数据连同来自地图组件164、264、路线/组员清单组件124、224及天气组件126、226的数据后，远程数据管理器132、232即刻将经压缩数据存储到DARS100、200的数据中心150、250中的远程数据存储库130、230。远程数据存储库130、230可为(举例来说)基于云的数据存储装置或任何其它适合远程数据存储装置。当接收到数据时，起始过程，所述过程致使数据解码器136、236将用于/来自远程数据存储库130、230的最近复制的数据解码且将经解码数据发送到远程事件检测器134、234。远程数据管理器132、232将交通工具事件信息存储于远程数据存储库130、230中。当远程事件检测器134、234接收到经解码数据时，其处理所述经解码数据以确定在经解码数据中是否发现所关注事件。经解码信息接着由远程事件检测器134、234使用以在数据中检测关于资产148、248所发生的事件、事故或其它预定义情况。在从经解码数据检测到所关注事件后，远程事件检测器134、234即刻将事件信息及支持数据存储于远程数据存储库130、230中。当远程数据管理器132、232接收到远程事件检测器134、234信息时，远程数据管理器132、232将所述信息存储于远程数据存储库130、230中。
远程定位的用户152、252可使用标准网络客户端142、242(例如网络浏览器，或在此实施方案中可显示来自所选择相机的缩略图像的虚拟现实装置(未展示))来存取与特定资产148、248或多个资产有关的信息(包含交通工具事件检测器信息)。网络客户端142、242使用共同网络标准、协议及技术来通过网络144、244将用户152、252对信息的请求传递到网络服务器140、240。网络144、244可为(举例来说)因特网。网络144、244还可为局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、虚拟专用网(VPN)、蜂窝式电话网或将来自网络服务器140、240的数据传送到(在此实例中)网络客户端142、242的任何其它构件。网络服务器140、240从数据解码器136、236请求所要数据。在来自网络服务器140、240的请求后，数据解码器136、236即刻从远程数据存储库130、230获得与特定资产148、248或多个资产有关的所请求数据。数据解码器136、236将所请求数据解码且将经解码数据发送到定位器138、238。定位是将数据转换成终端用户所期望的格式(例如将数据转换成用户的优选语言及测量单位)的过程。定位器138、238通过存取网络客户端142、242而识别由用户152、252设定的简档设置且使用所述简档设置来准备将被发送到网络客户端142、242以用于呈现给用户152、252的信息，这是因为使用协调通用时间(UTC)及国际单位系统(SI单位)将原始经编码数据及所检测事件信息保存到远程数据存储库130、230。定位器138、238将经解码数据转换成用户152、252所期望的格式，例如用户152、252的优选语言及测量单位。如所请求，定位器138、238将呈用户152、252的优选格式的经定位数据发送到网络服务器140、240。网络服务器140、240接着将资产或多个资产的经定位数据发送到网络客户端142、242以用于观看及分析，从而提供标准视频及360度视频的回放及实时显示。网络客户端142、242可显示且用户152、252可观看单个资产的数据、视频及音频或同时观看多个资产的数据、视频及音频。网络客户端142、242还可提供数据连同来自在资产、附近资产及/或远程定位的位点上、中或附近的标准视频源及360度视频源两者的多个视频及音频数据的同步回放及实时显示。
图3是展示根据本发明的实施方案的用于记录来自资产148、248的数据及/或信息的过程300的流程图。数据记录器154、254从各种输入组件接收数据信号302，所述数据信号包含来自资产148、248及数据中心150、250的物理或所计算数据元素，例如速度、纬度坐标、经度坐标、喇叭检测、节流阀位置、天气数据、地图数据或组员数据。数据编码器122、222创建包含用于配置及记录数据信号信息的一系列结构化位的记录304。接着将经编码记录发送到机载数据管理器120、220，所述机载数据管理器将一系列记录按时间次序依序组合到包含多达五分钟的数据的记录块中306。临时记录块包含少于五分钟的数据，而完整记录块包含完整五分钟的数据。每一记录块包含完全解码所包含信号(包含数据完整性检查)所需的所有数据。最低限度，记录块必须以开始记录开始且以结束记录结束。
为确保将所有经编码信号数据保存到碰撞硬化存储器模块118且任选地保存到图2的非碰撞硬化可装卸式存储装置219，数据记录器154、254将由于撞击或其它灾难性事件而损失电力或者经受极端温度或机械应力，机载数据管理器120、220将临时记录块以预定速率存储于碰撞硬化存储器模块118中308，且任选地存储于图2的非碰撞硬化可装卸式存储装置219中，其中预定速率为可配置的及/或可变的，如图5中以示范性表示所展示。临时记录块每秒至少保存一次，但还可每十分之一秒保存一次。临时记录块保存的速率取决于每一信号的取样速率。每个临时记录块包含从最近完整记录块以来的完整记录集。当数据记录器154、254在将数据存储到碰撞硬化存储器模块118、218或图2的数据记录器254的任选非碰撞硬化可装卸式存储装置219的同时损失电力时，数据记录器154、254可在记录每一临时记录块时在碰撞硬化存储器模块118、218中且任选地图2的非碰撞硬化可装卸式存储装置219中的两个暂时存储位置之间进行交替以防止一秒以上的数据损坏或丢失。每当将新临时记录块保存到暂时碰撞硬化存储器位置时，所述新临时记录块将覆写那个位置中的现有先前所存储临时记录块。
在此实施方案中，每五分钟，当数据记录器154、254处于近实时模式中时，机载数据管理器120、220将包含最近五分钟的经编码信号数据的完整记录块存储到碰撞硬化存储器模块118、218中的记录分段(图7中所展示)中，且将完整记录块的副本发送到远程数据管理器132、232以存储于远程数据存储库130、230中达预定保持周期(例如两年)310。碰撞硬化存储器模块118、218及/或图2的数据记录器254的任选非碰撞硬化可装卸式存储装置219存储关于强制性存储持续时间的最近记录块的记录分段，所述强制性存储持续时间在此实施方案中为联邦强制性持续时间，其中数据记录器154、254必须将操作或视频数据存储于碰撞硬化存储器模块118、218中并缓冲达额外的24小时，且接着被覆写。
图4是根据本发明的实施方案的用于在电力中断之后附加来自资产148、248的数据及/或信息的过程400的流程图。一旦恢复电力，数据记录器154、254便识别存储于两个暂时碰撞硬化存储器位置中的一者中的最近临时记录块402且使用包含于每个记录块的结束记录中的32位循环冗余校验来验证最近临时记录块404。接着将经验证临时记录块附加到碰撞硬化存储器记录分段且将在电力损失之前可含有多达五分钟的数据的所述记录分段发送到远程数据管理器132、232以存储达所述保持周期406。在强制性存储持续时间的循环缓冲中，将经编码信号数据存储到碰撞硬化存储器模块118、218及/或图2的数据记录器254的任选非碰撞硬化可装卸式存储装置219。由于碰撞硬化存储器记录分段被分解成多个记录块，因此在每当完整记录块被保存到碰撞硬化存储器模块118、218及/或图2的数据记录器254的任选非碰撞硬化可装卸式存储装置219时，数据记录器154、254在必要时移除较老记录块以释放存储器空间。
图6是图解说明针对数据记录器154、254在电力损失之前及在电力恢复之后的示范性临时记录块的图式。当在(2/1/2016 10:10:08AM)时存储于暂时位置2中的临时记录块602为有效时，将所述临时记录块附加到碰撞硬化存储器模块118、218及/或图2的数据记录器254的任选非碰撞硬化可装卸式存储装置219中的记录分段702(图7)，如图7中所展示。当在(2/1/2016 10:10:08AM)时存储于暂时位置2中的临时记录块为无效时，验证在(2/1/2016 10:10:07AM)时位于暂时位置1中的临时记录块，且如果有效，那么将所述临时记录块附加到碰撞硬化存储器模块118、218及/或图2的数据记录器254的任选非碰撞硬化可装卸式存储装置219中的记录分段。
无论何时任何记录块需要被保存于碰撞硬化存储器模块118、218及/或图2的数据记录器254的任选非碰撞硬化可装卸式存储装置219中，记录分段均立即被冲洗到磁盘。由于数据记录器154、254在保存临时记录块时在两个不同暂时存储位置之间进行交替，因此总是存在不被修改或冲洗到碰撞硬化存储器或非碰撞硬化可装卸式存储装置的一个暂时存储位置，由此确保存储于暂时存储位置中的两个临时记录块中的至少一者为有效的且无论何时数据记录器154、254损失电力，数据记录器154、254均将不会丢失最多一秒以上的数据。类似地，当数据记录器154、254正每十分之一秒将数据写入到碰撞硬化存储器模块118、218及/或图2的数据记录器254的任选非碰撞硬化可装卸式存储装置219时，无论何时数据记录器154、254损失电力，数据记录器154、254均将不会丢失最多十分之一秒以上的数据。
为解释简单起见，将过程300及过程400作为一系列步骤来描绘及描述。然而，根据本发明的步骤可以各种次序及/或同时地发生。另外，根据本发明的步骤可与本文中未呈现及描述的其它步骤一起发生。此外，并非可需要所有所图解说明步骤来实施根据所揭示标的物的方法。
尽管已结合特定实施例描述了本发明，但应理解，本发明并不限于所揭示的实施例，而是相反地，打算涵盖包含于所附权利要求书的范围内的各种修改形式及等效布置，所述范围将在法律准许的情况下被赋予最宽广解释以便囊括所有此类修改形式及等效结构。

Claims (38)

1.一种用于处理、存储及发射来自移动资产的数据的方法，其包括：
使用位于所述移动资产上的数据记录器从位于所述移动资产上的至少一个数据源和远离所述移动资产的至少一个数据源中的至少一者接收基于至少一个数据信号的数据；
使用所述数据记录器的数据编码器将预定量的数据编码成经编码数据；
使用所述数据记录器的机载数据管理器将所述经编码数据附加到数据分段；
使用所述数据记录器的所述机载数据管理器将所述经编码数据及所述数据分段中的至少一者以可配置第一预定速率存储于所述数据记录器的至少一个本地存储器组件中；
使用所述机载数据管理器经由无线数据链路而将所述经编码数据及所述数据分段中的至少一者以可配置第二预定速率发送到远程数据管理器，其中所述第二预定速率在所述数据记录器处于实时模式中的条件下处于零秒至一秒的范围内且包含零秒及一秒；及
使用所述远程数据管理器将所述经编码数据及所述数据分段中的至少一者存储到远程数据存储库。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
使用所述数据记录器的所述机载数据管理器将所述经编码数据及所述数据分段中的至少一者以所述可配置第一预定速率存储于所述数据记录器的排队存储库中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中以下各项中的至少一者：
位于所述移动资产上的所述至少一个数据源包含以下各项中的至少一者：模拟输入、数字输入、输入及输出模块、交通工具控制器、发动机控制器、惯性传感器、全球定位系统、至少一个相机、燃料数据及主动列车控制PTC信号数据，且其中远离所述移动资产的所述至少一个数据源包含以下各项中的至少一者：地图组件、路线及组员清单组件以及天气组件。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据包含以下各项中的至少一者：速度、压力、温度、电流、电压、来自所述移动资产的加速度、来自远程移动资产的加速度、开关位置、致动器位置、警示灯照明、致动器命令、来自所述移动资产的位置、包括在给定所述移动资产当前位置时所述移动资产的管制速度限制的来自所述移动资产的内部产生的信息、视频信息、音频信息、路线、时间表、货物清单信息、环境状况、当前天气状况及所预报天气状况。
5.根据权利要求4所述的方法，其中来自所述移动资产的所述位置包括来自所述移动资产的海拔高度。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
在所发生的预定义事件涉及所述移动资产的条件下，使用所述数据记录器的交通工具事件检测器基于以下各项中的至少一者而识别所述预定义事件：所述数据及来自位于所述移动资产上的车载音频及图形用户接口GUI中的至少一者的多媒体数据；
在所发生的所述预定义事件涉及所述移动资产的所述条件下，使用所述交通工具事件检测器将所述预定义事件、所述数据及所述多媒体数据存储于所述数据记录器的排队存储库中；及
在所发生的所述预定义事件涉及所述移动资产的所述条件下，使用所述交通工具事件检测器将所述预定义事件、所述数据及所述多媒体数据发送到所述数据记录器的所述机载数据管理器。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述预定义事件为以下各项中的至少一者：所述移动资产的操作者起始紧急停止请求、紧急制动活动、所述资产在任何轴上的迅速加速、所述资产在任何轴上的迅速减速及去往所述数据记录器的输入电力损失。
8.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：
使用位于所述移动资产上的所述车载音频及所述GUI中的至少一者来显示所述预定义事件、所述数据及所述多媒体数据中的至少一者。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个本地存储器组件包括碰撞硬化存储器模块及非碰撞硬化可装卸式存储装置中的至少一者。
10.根据权利要求1所述的方法，其中将所述经编码数据及所述数据分段中的至少一者存储于所述至少一个本地存储器组件的至少2个暂时存储位置中的一者中。
11.根据权利要求1所述的方法，其中将所述经编码数据及所述数据分段中的至少一者存储到所述至少一个本地存储器组件包括以下各项中的至少一者：
在将先前经编码数据存储于所述至少一个本地存储器组件的第二暂时存储位置中的条件下，将所述经编码数据存储于所述至少一个本地存储器组件的第一暂时存储位置中；及
在将先前数据分段存储于所述至少一个本地存储器组件的所述第二暂时存储位置中的条件下，将所述数据分段存储于所述至少一个本地存储器组件的所述第一暂时存储位置中。
12.根据权利要求1所述的方法，其中将所述经编码数据及所述数据分段中的至少一者存储到所述至少一个本地存储器组件包括以下各项中的至少一者：
在将先前经编码数据存储于所述至少一个本地存储器组件的第一暂时存储位置中的条件下，将所述经编码数据存储于所述至少一个本地存储器组件的第二暂时存储位置中；及
在将先前数据分段存储于所述至少一个本地存储器组件的所述第一暂时存储位置中的条件下，将所述数据分段存储于所述至少一个本地存储器组件的所述第二暂时存储位置中。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据记录器从以下各项中的至少一者接收所述数据：
位于所述移动资产上的所述至少一个数据源，此经由位于所述移动资产上的无线数据链路及有线数据链路中的至少一者而进行；及
远离所述移动资产的所述至少一个数据源，此经由所述无线数据链路而进行。
14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括以下各项中的至少一者：
使用所述数据记录器的以太网交换机及以太网供电中的至少一者从所述无线数据链路及所述有线数据链路中的所述至少一者接收所述数据；及
使用所述数据记录器的无线网关及无线路由器中的至少一者从所述无线数据链路接收所述数据。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据记录器经由无线数据链路从远离所述移动资产的所述至少一个数据源接收所述数据。
16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括：
使用所述数据记录器的无线网关及无线路由器中的至少一者从所述无线数据链路接收所述数据。
17.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
使用所述数据编码器将所述经编码数据及所述数据分段中的至少一者进行时间同步。
18.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
使用远程数据解码器将所述经编码数据及所述数据分段中的至少一者解码成经解码数据；
在所发生的预定义事件涉及所述移动资产的条件下，使用远程事件检测器基于所述经解码数据而识别所述预定义事件；及
在所发生的所述预定义事件涉及所述移动资产的所述条件下，使用所述远程事件检测器将所述预定义事件及所述经解码数据存储于远程数据存储库中。
19.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
在所述数据分段包含预定量的经编码数据的条件下，使用所述机载数据管理器将所述数据分段存储于所述至少一个本地存储器组件中。
20.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二预定速率在所述数据记录器处于近实时模式中的条件下处于零秒至五分钟的范围内且包含零秒及五分钟。
21.一种用于处理、存储及发射来自移动资产的数据的系统，其包括：
位于所述移动资产上的数据记录器，其包括至少一个本地存储器组件、数据编码器、机载数据管理器及排队存储库，所述数据记录器经配置以从以下各项中的至少一者接收基于至少一个数据信号的数据：
位于所述移动资产上的至少一个数据源；及
远离所述移动资产的至少一个数据源；
所述数据编码器经配置以将预定量的数据编码成经编码数据；及
所述机载数据管理器经配置以：
将所述经编码数据附加到数据分段；
将所述经编码数据及所述数据分段中的至少一者以可配置第一预定速率存储于所述至少一个本地存储器组件及所述排队存储库中；
经由无线数据链路而将预定量的所述经编码数据及所述数据分段中的至少一者以可配置第二预定速率发送到远程数据管理器，其中所述第二预定速率在所述数据记录器处于实时模式中的条件下处于零秒至一秒的范围内且包含零秒及一秒；及
使用所述远程数据管理器将所述经编码数据及所述数据分段中的至少一者存储到远程数据存储库。
22.根据权利要求21所述的系统，其中位于所述移动资产上的所述至少一个数据源包含以下各项中的至少一者：模拟输入、数字输入、输入及输出模块、交通工具控制器、发动机控制器、惯性传感器、全球定位系统、至少一个相机、燃料数据及主动列车控制PTC信号数据，且其中远离所述移动资产的所述至少一个数据源包含以下各项中的至少一者：地图组件、路线及组员清单组件以及天气组件。
23.根据权利要求21所述的系统，其中所述数据包含以下各项中的至少一者：速度、压力、温度、电流、电压、来自所述移动资产的加速度、来自远程移动资产的加速度、开关位置、致动器位置、警示灯照明、致动器命令、来自所述移动资产的位置、包括在给定所述移动资产当前位置时所述移动资产的管制速度限制的来自所述移动资产的内部产生的信息、视频信息、音频信息、路线、时间表、货物清单信息、环境状况、当前天气状况及所预报天气状况。
24.根据权利要求23所述的系统，其中来自所述移动资产的所述位置包括来自所述移动资产的海拔高度。
25.根据权利要求21所述的系统，其进一步包括：
所述数据编码器的交通工具事件检测器，所述交通工具事件检测器经配置以：
在所发生的预定义事件涉及所述移动资产的条件下，基于以下各项中的至少一者而识别所述预定义事件：所述数据及来自位于所述移动资产上的车载音频及图形用户接口GUI的多媒体数据；
在所发生的所述预定义事件涉及所述移动资产的所述条件下，将所述预定义事件、所述数据及所述多媒体数据存储于所述排队存储库中；及
在所发生的所述预定义事件涉及所述移动资产的所述条件下，将所述预定义事件、所述数据及所述多媒体数据发送到所述机载数据管理器。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述预定义事件为以下各项中的至少一者：所述移动资产的操作者起始紧急停止请求、紧急制动活动、所述资产在任何轴上的迅速加速、所述资产在任何轴上的迅速减速及去往所述数据记录器的输入电力损失。
27.根据权利要求25所述的系统，其中位于所述移动资产上的所述车载音频及GUI显示所述预定义事件、所述数据及所述多媒体数据中的至少一者。
28.根据权利要求21所述的系统，其中所述至少一个本地存储器组件包括碰撞硬化存储器模块及非碰撞硬化可装卸式存储装置中的至少一者。
29.根据权利要求21所述的系统，其中将所述经编码数据中的至少一者存储于所述至少一个本地存储器组件的至少2个暂时存储位置中的一者中。
30.根据权利要求21所述的系统，其中所述机载数据管理器经配置以：
在将先前经编码数据存储于所述至少一个本地存储器组件的第二暂时存储位置中的条件下，将所述经编码数据存储于所述至少一个本地存储器组件的第一暂时存储位置中；及
在将所述先前经编码数据存储于所述至少一个本地存储器组件的所述第一暂时存储位置中的条件下，将所述经编码数据存储于所述至少一个本地存储器组件的所述第二暂时存储位置中。
31.根据权利要求21所述的系统，其进一步包括：
位于所述移动资产上的无线数据链路及有线数据链路中的至少一者，其中所述无线数据链路及所述有线数据链路中的所述至少一者经配置以从位于所述移动资产上的所述至少一个数据源接收所述数据。
32.根据权利要求31所述的系统，其进一步包括：
所述数据记录器的以太网交换机及以太网供电中的至少一者，所述以太网交换机及所述以太网供电中的所述至少一者从所述无线数据链路及所述有线数据链路中的所述至少一者接收所述数据。
33.根据权利要求21所述的系统，其进一步包括至少一个无线数据链路，其经配置以从远离所述移动资产的所述至少一个数据源接收所述数据。
34.根据权利要求33所述的系统，其进一步包括所述数据记录器的无线网关及无线路由器中的至少一者，所述无线网关及所述无线路由器中的所述至少一者经配置以从所述无线数据链路接收所述数据。
35.根据权利要求21所述的系统，其中所述数据编码器经配置以将所述数据、经编码数据及所述数据分段中的至少一者进行时间同步。
36.根据权利要求21所述的系统，其进一步包括：
远程数据解码器，其经配置以将所述预定量的数据、所述经编码数据及所述数据分段中的至少一者解码成经解码数据；及
远程事件检测器，其经配置以：
在所发生的预定义事件涉及所述移动资产的条件下，基于所述经解码数据而识别所述预定义事件；及
在所发生的所述预定义事件涉及所述移动资产的所述条件下，将所述预定义事件及所述经解码数据存储于远程数据存储库中。
37.根据权利要求21所述的系统，其中所述机载数据管理器经配置以：
将所述经编码数据附加到数据分段；及
在预定量的所述经编码数据包括至少0.10秒的经编码数据的条件下，将所述数据分段存储到所述至少一个本地存储器组件。
38.根据权利要求21所述的系统，其中所述第二预定速率在所述数据记录器处于近实时模式中的条件下处于零秒至五分钟的范围内且包含零秒及五分钟。
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