CN116974973A - 一种机车视频智慧转储保护方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机车视频智慧转储保护方法及系统，涉及转储保护领域，包含智能控制模块、可视化交互模块、自检修复模块、接口保护模块、电源供电模块、通讯隔离模块和数据备份模块，所述智能控制模块的输出端与所述可视化交互模块的输入端连接，所述智能控制模块与所述接口保护模块双向连接，所述智能控制模块的输出端与所述自检修复模块的输入端连接，所述电源供电模块的输出端与所述接口保护模块的输入端连接，所述通讯隔离模块的输出端与所述接口保护模块的输入端连接，所述数据备份模块的输出端与所述智能控制模块的输入端连接，本发明能够为AV3的数据保护提供安全稳定的USB接口；自动化、智能化程度高。

Description

一种机车视频智慧转储保护方法及系统
技术领域
本发明涉及转储保护领域，且更具体地涉及一种机车视频智慧转储保护方法及系统。
背景技术
机车6A视频子系统AV3单元板是记录机车的摄像机视频图像和各种行车数据的存储设备，是机车安全和事后追溯的重要保障。每隔一段时间，工作人员需要使用U盘将AV3单元板中的数据拷贝到U盘中，用于分析机车操纵以及机车整备作业有关数据信息，但是在频繁插拔U盘的过程中经常会出现如下问题：
(1)U盘不易识别，读写不顺畅。用户不知道当前读写状态是否正常。
(2)AV3板的USB口损坏，这个现象最为常见。由于USB口5V供电能力有限，加上静电，瞬间过压，频繁插拔导致主板上USB口器件损坏，USB口完全不能工作。
(3)U盘本身损坏。由于频繁插拔和静电导致的U盘损坏。
基于以上存在的问题，需要一种机车视频智慧转储保护方法及系统，为AV3的数据保护，提供安全稳定的USB接口。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种机车视频智慧转储保护方法及系统，能够为AV3的数据保护，提供安全稳定的USB接口；实时监测并记录U盘的读写状态，工作日志会记录实时时钟下U盘的插拔及读写状态，为事后分析U盘数据的完整性提供依据；提供独立的USB电源，不再依赖AV3的USB接口电源，电源的可靠性更高，且保护了AV3的并口通信不至于过载损坏；对USB接口的全方位保护，包括抗震、ESD防护和雷击浪涌防护；完整的人机界面，清晰明了的状态显示和自然语音提示；RS485通信接口，可将USB总线状态日志传输到手持设备并双向通信；物理隔离U盘与AV3板卡的双向实时通讯，从而防止病毒传播，防止U盘本身的损坏导致AV3板卡无法正常运行，保护视频数据完整记录；实现视频数据的AV3硬盘和U盘双备份，保证视频数据的完整性；自动化、智能化程度高。
本发明采用以下技术方案：
一种机车视频智慧转储保护系统，所述系统包括：
智能控制模块，用于识别U盘类型、实时监测U盘插拔和读写状态、储存记录U盘状态以及控制系统运行；
可视化交互模块，用于对USB接口和U盘的工作状态进行显示和自然语音提示；
自检修复模块，用于自检恢复因病毒和格式错误引起的故障U盘，所述自检修复模块采用深度错误校验算法精细识别U盘存在的病毒或格式错误，并自动进行病毒清除或隔离操作；
接口保护模块，用于对USB接口全方位保护，所述接口保护模块包括电路保护单元和物理保护单元，所述电路保护单元和物理保护单元独立工作；
电源供电模块，用于为系统提供独立的USB电源，所述电源供电模块通过多级DC/DC电压变换电路和精密稳压滤波电路将机车电源的高电压降低至标准电压，实现系统独立供电；
通讯隔离模块，用于对U盘与视频处理AV3板卡的数据通讯进行物理隔离；
数据备份模块，用于对视频数据进行AV3硬盘和U盘双重备份，所述数据备份模块通过配置RAID磁盘阵列将视频数据在AV3硬盘和U盘之间进行双重备份，以确保数据的安全性和完整性；
其中，所述智能控制模块的输出端与所述可视化交互模块的输入端连接，所述智能控制模块与所述接口保护模块双向连接，所述智能控制模块的输出端与所述自检修复模块的输入端连接，所述电源供电模块的输出端与所述接口保护模块的输入端连接，所述通讯隔离模块的输出端与所述接口保护模块的输入端连接，所述数据备份模块的输出端与所述智能控制模块的输入端连接。
作为本发明进一步的技术方案，所述智能控制模块包括实时采集单元、储存记录单元、对比分析单元和串口，所述实时采集单元通过集成微电子MEMS传感器实时采集U盘格式、文件类型、插拔及读写状态，所述储存记录单元通过内置实时时钟自动记录插拔时间，形成U盘插拔日志，并通过事件查看器记录U盘读写状态，形成USB总线状态日志，所述USB总线状态日志通过RS485通信接口传输至手持设备并双向通信，所述U盘插拔日志通过串口上传至上位机，所述实时时钟通过内置锂电池，确保断电后实时时钟的准确性，所述对比分析单元通过应用程序接口Windows API自动识别U盘格式和文件类型，并采用差异细微对比算法发掘U盘异常插拔及读写状态，所述U盘异常插拔及读写状态通过串口传输至可视化交互单元进行显示，所述实时采集单元的输出端与所述储存记录单元的输入端连接，所述储存记录单元的输出端与所述对比分析单元的输入端连接，所述储存记录单元的输出端与所述串口的输入端连接，所述对比分析单元的输出端与所述串口的输入端连接。
作为本发明进一步的技术方案，所述差异细微对比算法通过对比采集U盘插拔及读写状态数据和训练U盘插拔及读写状态数据的相似度，以发掘U盘异常插拔及读写状态，采集U盘插拔及读写状态数据集为C＝{c1,...,ci,...,cn}，训练U盘插拔及读写状态数据集为Q＝{q1,...,qi,...,qn}，1≤i≤n，n为数据集个数，相似度输出函数公式为：
在公式(1)中，Sj为采集U盘插拔及读写状态数据和训练U盘插拔及读写状态数据的相似度，为相似度加权系数，ζ为相似度加权参数，max(C)为采集U盘插拔及读写状态数据最大值，min(C)为采集U盘插拔及读写状态数据最小值，max(Q)为训练U盘插拔及读写状态数据最大值，min(Q)为训练U盘插拔及读写状态数据最小值，ci为第i个采集U盘插拔及读写状态数据，qi为第i个训练U盘插拔及读写状态数据，相似度数据集为S＝{S1,...,Sj,...,Sm}，相似度阈值输出函数公式为：
在公式(2)中，SL为相似度阈值，γ为辅助值，为相似度阈值加权值，max(S)为相似度最大值，min(S)为相似度最小值，sj为第j个相似度，采集U盘插拔及读写状态数据和训练U盘插拔及读写状态数据的相似度大于相似度阈值，则采集U盘插拔及读写状态数据为异常U盘插拔及读写状态数据。
作为本发明进一步的技术方案，所述可视化交互模块包括状态指示灯、显示屏、TTS自然语音单元和扬声器，所述状态指示灯包括红绿双色LED指示灯、输入电源指示灯和内部工作电源指示灯，所述红绿双色LED指示灯用于指示USB接口工作状态，所述输入电源指示灯和内部工作电源指示灯用于指示USB电源工作状态，所述TTS自然语音单元的输出端与所述扬声器的输入端连接，所述状态指示灯和显示屏独立工作。
作为本发明进一步的技术方案，所述深度错误校验算法的工作方法包括以下步骤：
(S1)将采集U盘数据分为k个数据块，U盘数据块的集合为X＝{x1,...,xf,...,xk}，xf为第f个U盘数据块，1≤f≤k，k为数据块总数，对应生成校验码的集合为R＝{r1,...,rf,...,rk}，rf为第f个采集U盘数据块对应生成的校验码，设置正确U盘数据对应生成校验码的集合为P＝{p1,...,pf,...,pk}，pf为第f个正确U盘数据块对应生成的校验码；
(S2)分别将采集U盘数据块对应生成的校验码和正确U盘数据块对应生成的校验码进行异或对比，异或对比输出函数公式为：
在公式(1)中，D为采集U盘数据块对应生成的校验码和正确U盘数据块对应生成的校验码对比结果，lnμneμ为采集U盘数据块对应生成的校验码和正确U盘数据块对应生成的校验码对比精细加权系数，μ为加权超参数，0＜μ≤1；
(S3)根据公式(3)，遍历每个校验码进行异或计算，当采集数据中存在错误，采集U盘数据块对应生成的校验码与正确U盘数据块对应生成的校验码异或对比结果大于0.1，则判定采集数据存在错误。
作为本发明进一步的技术方案，所述电路保护单元包括对USB电源和信号线的静电放电保护和雷击浪涌保护，所述电路保护单元采用瞬态电压抑制器TVS以及自恢复保险丝对4KV接触放电和8KV空气放电进行防护，以保护电路的安全稳定。
作为本发明进一步的技术方案，所述物理保护单元包括防震保护措施和防尘罩，所述防震保护措施采用防静电EVA抗震棉和夹紧装置将U盘裹住，以减少U盘受到外力时产生的位移和碰撞，所述防尘罩采用橡胶环或硅胶垫片避免在USB接口没有插入U盘时灰尘和水汽进入USB接口，以防止USB接口金手指弹片脏污和生锈。
作为本发明进一步的技术方案，所述通讯隔离模块通过隔离网闸设备包括抗干扰加速通讯网络、双层检测防火墙和访问认证机制，所述抗干扰加速通讯网络通过三层TCP/UDP传输协议、七层HTTP/HTTPS缓存协议和服务器负载均衡逻辑将数据分布式部署至数据缓存服务器，以减少数据通讯时间，并采用低电压调制通讯标准LVM-hscs实现数据信号的抗干扰通讯，所述低电压调制通讯标准LVM-hscs通过对数据信号进行差分曼彻斯特编码实现采集数据信号的差分耦合，以提高信号通讯的抗干扰能力，所述双层检测防火墙采用SSL安全套接字层协议加速卡提高安全访问速度和设备性能处理能力，所述SSL安全套接字层协议加速卡通过加速安全套接字层和传输层连接的处理过程，以缩短用户访问时间和减轻防火墙内部服务器的负载，所述双层检测防火墙通过与防漏洞攻击APT和数据安全服务平台安全设备协同工作，对通讯网络中的敏感数据进行分类、监视和保护，并通过智能安全引擎识别SQL注入、跨站脚本攻击XSS和命令识别未知威胁及无补丁漏洞攻击行为，以提高网络安全性和系统稳定性。
作为本发明进一步的技术方案，一种机车视频智慧转储保护方法，所述方法包括步骤：
步骤一、通过智能控制模块识别U盘类型，实时监测U盘插拔和读写状态并储存记录，以及控制系统运行；
步骤二、通过可视化交互模块进行完整的人机界面，USB接口和U盘的工作状态进行显示和自然语音提示；
步骤三、通过自检修复模块自检恢复因病毒和格式错误引起的故障U盘；
步骤四、通过接口保护模块对USB接口电路保护和物理保护；
步骤五、通过电源供电模块为系统提供独立的USB电源；
步骤六、通过通讯隔离模块对U盘与视频处理AV3板卡的数据通讯进行物理隔离；
步骤七、通过数据备份模块对视频数据进行AV3硬盘和U盘双重备份。
积极有益效果：
本发明公开了一种机车视频智慧转储保护方法及系统，能够为AV3的数据保护，提供安全稳定的USB接口；实时监测并记录U盘的读写状态，工作日志会记录实时时钟下U盘的插拔及读写状态，为事后分析U盘数据的完整性提供依据；提供独立的USB电源，不再依赖AV3的USB接口电源，电源的可靠性更高，且保护了AV3的并口通信不至于过载损坏；对USB接口的全方位保护，包括抗震、ESD防护和雷击浪涌防护；完整的人机界面，清晰明了的状态显示和自然语音提示；RS485通信接口，可将USB总线状态日志传输到手持设备并双向通信；物理隔离U盘与AV3板卡的双向实时通讯，从而防止病毒传播，防止U盘本身的损坏导致AV3板卡无法正常运行，保护视频数据完整记录；实现视频数据的AV3硬盘和U盘双备份，保证视频数据的完整性；自动化、智能化程度高。
附图说明
图1为本发明一种机车视频智慧转储保护系统的模块示意图；
图2为本发明一种机车视频智慧转储保护系统中整体架构示意图；
图3为本发明一种机车视频智慧转储保护方法的流程架构图；
图4为本发明一种机车视频智慧转储保护系统的电源供电电路图；
图5为本发明一种机车视频智慧转储保护系统中电路保护示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种机车视频智慧转储保护系统，所述系统包括：
智能控制模块，用于识别U盘类型、实时监测U盘插拔和读写状态、储存记录U盘状态以及控制系统运行；
可视化交互模块，用于对USB接口和U盘的工作状态进行显示和自然语音提示；
自检修复模块，用于自检恢复因病毒和格式错误引起的故障U盘，所述自检修复模块采用深度错误校验算法精细识别U盘存在的病毒或格式错误，并自动进行病毒清除或隔离操作；
接口保护模块，用于对USB接口全方位保护，所述接口保护模块包括电路保护单元和物理保护单元，所述电路保护单元和物理保护单元独立工作；
电源供电模块，用于为系统提供独立的USB电源，所述电源供电模块通过多级DC/DC电压变换电路和精密稳压滤波电路将机车电源的高电压降低至标准电压，实现系统独立供电；
通讯隔离模块，用于对U盘与视频处理AV3板卡的数据通讯进行物理隔离；
数据备份模块，用于对视频数据进行AV3硬盘和U盘双重备份，所述数据备份模块通过配置RAID磁盘阵列将视频数据在AV3硬盘和U盘之间进行双重备份，以确保数据的安全性和完整性；
其中，所述智能控制模块的输出端与所述可视化交互模块的输入端连接，所述智能控制模块与所述接口保护模块双向连接，所述智能控制模块的输出端与所述自检修复模块的输入端连接，所述电源供电模块的输出端与所述接口保护模块的输入端连接，所述通讯隔离模块的输出端与所述接口保护模块的输入端连接，所述数据备份模块的输出端与所述智能控制模块的输入端连接。
在具体实施例中，电路保护包括对电源和信号线的静电放电和雷击浪涌两种保护，确保在任何使用环境下，USB接口和U盘本身，都不会遭到破坏。静电放电ESD的防护等级要求达到接触放电4KV，空气放电8KV。在所有的USB端口都增加超小结电容的TVS以及自恢复保险丝，是抑制静电放电和雷击浪涌的有效保护器件，且增加这些防护器件不会影响USB端口的正常工作。
本系统的供电并非取自AV3的USB端口，而是单独从机车的高压供电电源中取电，供电电压范围为直流12V到220V，并经过多级DC/DC电压变换电路和精密稳压滤波电路，将电压降低到标准的5V。这样设计的优点是，不影响AV3设备的自身的供电系统，避免了由于AV3的USB Vbus总线供电能力不足而导致的插入U盘时USB口读写异常并导致AV3或CPU卡工作状态异常的现象。独立供电，确保插入一个至同时插入2个U盘时，U盘的供电正常。
该设计支持USB3.0，并向下兼容USB2.0。
在上述实施例中，所述智能控制模块包括实时采集单元、储存记录单元、对比分析单元和串口，所述实时采集单元通过集成微电子MEMS传感器实时采集U盘格式、文件类型、插拔及读写状态，所述储存记录单元通过内置实时时钟自动记录插拔时间，形成U盘插拔日志，并通过事件查看器记录U盘读写状态，形成USB总线状态日志，所述USB总线状态日志通过RS485通信接口传输至手持设备并双向通信，所述U盘插拔日志通过串口上传至上位机，所述实时时钟通过内置锂电池，确保断电后实时时钟的准确性，所述对比分析单元通过应用程序接口Windows API自动识别U盘格式和文件类型，并采用差异细微对比算法发掘U盘异常插拔及读写状态，所述U盘异常插拔及读写状态通过串口传输至可视化交互单元进行显示，所述实时采集单元的输出端与所述储存记录单元的输入端连接，所述储存记录单元的输出端与所述对比分析单元的输入端连接，所述储存记录单元的输出端与所述串口的输入端连接，所述对比分析单元的输出端与所述串口的输入端连接。
在具体实施例中，要实现从机车高压供电电源中单独取电对USB设备进行独立供电，需要设计一个DC/DC电源变换电路和精密稳压滤波电路，将高压电源输出的电压变换成标准的5V直流电源，并在变换的同时保障稳定、可靠的供电电源。具体而言，该电路需要实现以下几个重要功能：
从机车高压供电电源中获取原始电源，经过DC/DC变换，将电压降低到标准的5V：这需要选用高效的DC/DC变换器和稳压器，例如开关电源、斩波电源、三端稳压器等，确保输入电源的稳定和涵盖高压输出电源的范围。
连接标准USB接口，并提供稳定、干净的5V直流电源：这一过程需要加入精密稳压滤波电路，在电路中加入滤波器、电容器等电子元件，过滤噪声、稳定电流和电压。需要确保输出的电源稳定、干净，在满足USB标准时不会对AV3设备的自身供电产生任何影响。
设置保护电路，防止过流、过热等意外情况发生：电路需要加入稳压电源切断保护电路、过流保护电路和短路保护电路等，确保电源的安全、可靠性和稳定性。
相较于AV3的自身供电系统，该设计可以更好地满足USB设备的供电需求，避免因供电不足而导致的插入U盘时USB口读写异常并导致AV3或CPU卡工作状态异常的问题。
技术实质上，该独立供电设计是绕开AV3设备的USB供电系统，通过独立的电源变换电路和稳压滤波电路，为U盘提供标准、稳定和可靠的电源，确保插入一个至同时插入2个U盘时，U盘的供电正常。该设计的实现需要充分考虑电路器件的选择和优化，确保电源稳定性、效率和安全。
在上述实施例中，所述差异细微对比算法通过对比采集U盘插拔及读写状态数据和训练U盘插拔及读写状态数据的相似度，以发掘U盘异常插拔及读写状态，采集U盘插拔及读写状态数据集为C＝{c1,...,ci,...,cn}，训练U盘插拔及读写状态数据集为Q＝{q1,...,qi,...,qn}，1≤i≤n，n为数据集个数，相似度输出函数公式为：
在公式(1)中，Sj为采集U盘插拔及读写状态数据和训练U盘插拔及读写状态数据的相似度，为相似度加权系数，ζ为相似度加权参数，max(C)为采集U盘插拔及读写状态数据最大值，min(C)为采集U盘插拔及读写状态数据最小值，max(Q)为训练U盘插拔及读写状态数据最大值，min(Q)为训练U盘插拔及读写状态数据最小值，ci为第i个采集U盘插拔及读写状态数据，qi为第i个训练U盘插拔及读写状态数据，相似度数据集为S＝{S1,...,Sj,...,Sm}，相似度阈值输出函数公式为：
在公式(2)中，SL为相似度阈值，γ为辅助值，为相似度阈值加权值，max(S)为相似度最大值，min(S)为相似度最小值，sj为第j个相似度，采集U盘插拔及读写状态数据和训练U盘插拔及读写状态数据的相似度大于相似度阈值，则采集U盘插拔及读写状态数据为异常U盘插拔及读写状态数据。
在具体实施例中，通过差异细微对比算法发掘U盘异常插拔及读写状态，可以大大提高异常状态发掘的准确性和安全性，对比如表1所示；
表1结果对比统计表
通过表1，特征量精准对比算法采用公式(1)和(2)发掘U盘异常插拔及读写状态，可以大大提高异常状态发掘准确性和安全性。
在上述实施例中，所述可视化交互模块包括状态指示灯、显示屏、TTS自然语音单元和扬声器，所述状态指示灯包括红绿双色LED指示灯、输入电源指示灯和内部工作电源指示灯，所述红绿双色LED指示灯用于指示USB接口工作状态，所述输入电源指示灯和内部工作电源指示灯用于指示USB电源工作状态，所述TTS自然语音单元的输出端与所述扬声器的输入端连接，所述状态指示灯和显示屏独立工作。
在具体实施例中，所述可视化交互模块通过可视化工具Qlikview进行可视化展示，所述可视化工具Qlikview基于关联性数据模型获取海量数据源关联数据，以实现多维度数据关联分析，并采用交互式图表、热点图、地图和仪表板实现数据的趋势、关系及变化规律的实时显示，所述可视化工具Qlikview采用Token用户身份验证机制验证访问用户的身份，以提高信息访问的安全性。
在上述实施例中，所述深度错误校验算法的工作方法包括以下步骤：
(S1)将采集U盘数据分为k个数据块，U盘数据块的集合为X＝{x1,...,xf,...,xk}，xf为第f个U盘数据块，1≤f≤k，k为数据块总数，对应生成校验码的集合为R＝{r1,...,rf,...,rk}，rf为第f个采集U盘数据块对应生成的校验码，设置正确U盘数据对应生成校验码的集合为P＝{p1,...,pf,...,pk}，pf为第f个正确U盘数据块对应生成的校验码；
(S2)分别将采集U盘数据块对应生成的校验码和正确U盘数据块对应生成的校验码进行异或对比，异或对比输出函数公式为：
在公式(1)中，D为采集U盘数据块对应生成的校验码和正确U盘数据块对应生成的校验码对比结果，lnμneμ为采集U盘数据块对应生成的校验码和正确U盘数据块对应生成的校验码对比精细加权系数，μ为加权超参数，0＜μ≤1；
(S3)根据公式(3)，遍历每个校验码进行异或计算，当采集数据中存在错误，采集U盘数据块对应生成的校验码与正确U盘数据块对应生成的校验码异或对比结果大于0.1，则判定采集数据存在错误。
在具体实施例中，采用深度错误校验算法精细识别U盘存在的病毒或格式错误与传统算法结果对比如表2所示；
表2结果对比统计表
通过表3，实验通过对六组交易核验采用传统算法和深度错误校验算法优化U盘存在的病毒或格式错误识别过程，深度错误校验算法可以大大提高识别效率和正确率。
在上述实施例中，所述电路保护单元包括对USB电源和信号线的静电放电保护和雷击浪涌保护，所述电路保护单元采用瞬态电压抑制器TVS以及自恢复保险丝对4KV接触放电和8KV空气放电进行防护，以保护电路的安全稳定。
在具体实施例中，电路保护包括对电源和信号线的静电放电和雷击浪涌两种保护，确保在任何使用环境下，USB接口和U盘本身，都不会遭到破坏。静电放电ESD的防护等级要求达到接触放电4KV，空气放电8KV。在所有的USB端口都增加超小结电容的TVS以及自恢复保险丝，是抑制静电放电和雷击浪涌的有效保护器件，且增加这些防护器件不会影响USB端口的正常工作。
ESD防护：在日常使用中，由于机身或遇到静电等原因，USB接口可能会受到ESD(静电放电)的影响，导致接口工作不正常或损坏。为了防止这种情况的发生，可以在设计中加入ESD保护电路，例如使用ESD抑制器或瞬态电压抑制器等。
雷击浪涌防护：电气设备在遭受雷击和瞬态电压冲击时，可能会导致IEC61000-4-2和IEC61000-4-5标准所定义的浪涌和雷击电压，或其他电磁干扰影响下USB接口数据传输质量。为了保护USB接口不受到这些影响，需要在设计中加入雷击浪涌保护电路，例如采用浪涌保护器或TVS二极管等。
在上述实施例中，所述物理保护单元包括防震保护措施和防尘罩，所述防震保护措施采用防静电EVA抗震棉和夹紧装置将U盘裹住，以减少U盘受到外力时产生的位移和碰撞，所述防尘罩采用橡胶环或硅胶垫片避免在USB接口没有插入U盘时灰尘和水汽进入USB接口，以防止USB接口金手指弹片脏污和生锈。
在具体实施例中，每个USB端口，在结构上增加防震保护措施，确保U盘插入后在机车的行车过程中不会因为振动而导致接触不良。防震保护措施，一是采用防静电的EVA抗震棉，二是采用夹紧装置，将U盘裹住不会松动。每个USB端口，都设置有防尘罩。当USB口没有插入U盘时，防尘罩有效避免灰尘和水汽进入USB口，有效保护USB口金手指弹片，防止脏污和生锈。
防尘罩是一种常见的防护设备，用于保护USB口免受灰尘、水汽等外界环境因素的影响。防尘罩通过以下方式有效避免USB口进入灰尘：物理屏障：防尘罩通常由柔软的材质制成，能够完全包裹住USB口。它的设计和尺寸与USB口相匹配，确保物理上的密合度，从而有效地阻挡灰尘进入。密封性：防尘罩在接触部分周围通常采用密封设计，如橡胶环或硅胶垫片等。这种密封结构可以减少灰尘进入的缝隙，并提供额外的保护层，确保灰尘无法渗透到USB口。静电吸附：有些防尘罩表面涂有特殊的静电吸附材料，能够吸附住细小的灰尘颗粒。这些颗粒被吸附在防尘罩上，不会进入USB口。柔软材质：防尘罩一般采用柔软的材质制成，如硅胶、橡胶等。这种材质能够更好地贴合和包裹住USB口，并且具有一定的弹性和耐磨性，确保长时间使用后依然有效。
防震保护措施主要是为了保护U盘在运输和使用过程中免受外界震动和冲击的影响，从而减少数据丢失或损坏的风险。以下是两种常见的防震保护措施：
使用防静电的EVA抗震棉：EVA(乙烯醋酸乙烯)抗震棉是一种具有良好缓冲性能和防静电特性的材料。将U盘放置在内部填充有EVA抗震棉的包装盒或包裹中，可以有效减轻外界震动对U盘的影响，提供一定程度的缓冲保护。
采用夹紧装置：使用夹紧装置将U盘夹紧固定，确保其不会在运输或使用过程中松动。这可以通过选择带有夹紧机构或弹簧设计的U盘套件、U盘外壳等产品来实现。夹紧装置可以提供稳固的支撑，减少U盘受到外力时产生位移和碰撞，从而进一步增强其防震能力。
在上述实施例中，所述通讯隔离模块通过隔离网闸设备包括抗干扰加速通讯网络、双层检测防火墙和访问认证机制，所述抗干扰加速通讯网络通过三层TCP/UDP传输协议、七层HTTP/HTTPS缓存协议和服务器负载均衡逻辑将数据分布式部署至数据缓存服务器，以减少数据通讯时间，并采用低电压调制通讯标准LVM-hscs实现数据信号的抗干扰通讯，所述低电压调制通讯标准LVM-hscs通过对数据信号进行差分曼彻斯特编码实现采集数据信号的差分耦合，以提高信号通讯的抗干扰能力，所述双层检测防火墙采用SSL安全套接字层协议加速卡提高安全访问速度和设备性能处理能力，所述SSL安全套接字层协议加速卡通过加速安全套接字层和传输层连接的处理过程，以缩短用户访问时间和减轻防火墙内部服务器的负载，所述双层检测防火墙通过与防漏洞攻击APT和数据安全服务平台安全设备协同工作，对通讯网络中的敏感数据进行分类、监视和保护，并通过智能安全引擎识别SQL注入、跨站脚本攻击XSS和命令识别未知威胁及无补丁漏洞攻击行为，以提高网络安全性和系统稳定性。
在具体实施例中，在具体实施例中，双层应用防火墙是指一种防火墙安全机制，由两个独立的防火墙组成，一个位于内部网络的边界，另一个位于外部网络的边界。
外部防火墙(也称为边界防火墙)位于网络的边缘，用于保护内部网络，防范来自外部网络的威胁，例如未经授权的远程访问、恶意软件和攻击。外部防火墙过滤并限制外部流量进入内部网络。内部防火墙则位于内部网络的边缘，将互联网分段成多个安全区域，以提高网络安全性。它可以帮助保护内部网络中的重要应用程序和敏感数据免受内部攻击、侵入和滥用。内部防火墙还可以帮助控制内部网络中不同部门之间的流量和访问权限。
双层应用防火墙的优点在于，它提供了多层保护，可以有效地防御外部攻击和内部威胁。即使外部防火墙被攻击和绕过，内部防火墙仍然可以提供额外的保护层，以确保网络和系统的安全。双层应用防火墙也可提供更好的可伸缩性和管理性，因为内部和外部防火墙可以分别管理，易于实现灵活的网络安全策略和更新。所述隔离网闸设备通讯隔离效果与其他物理隔离方式效果对比如表3所示；
表3对比统计表
如表3所示，通过隔离网闸设备进行通讯隔离成功率大大提高。
在上述实施例中，一种机车视频智慧转储保护方法，所述方法包括步骤：
步骤一、通过智能控制模块识别U盘类型，实时监测U盘插拔和读写状态并储存记录，以及控制系统运行；
步骤二、通过可视化交互模块进行完整的人机界面，USB接口和U盘的工作状态进行显示和自然语音提示；
步骤三、通过自检修复模块自检恢复因病毒和格式错误引起的故障U盘；
步骤四、通过接口保护模块对USB接口电路保护和物理保护；
步骤五、通过电源供电模块为系统提供独立的USB电源；
步骤六、通过通讯隔离模块对U盘与视频处理AV3板卡的数据通讯进行物理隔离；
步骤七、通过数据备份模块对视频数据进行AV3硬盘和U盘双重备份。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (9)

1.一种机车视频智慧转储保护系统，其特征在于：所述系统包括：
智能控制模块，用于识别U盘类型、实时监测U盘插拔和读写状态、储存记录U盘状态以及控制系统运行；
可视化交互模块，用于对USB接口和U盘的工作状态进行显示和自然语音提示；
自检修复模块，用于自检恢复因病毒和格式错误引起的故障U盘，所述自检修复模块采用深度错误校验算法精细识别U盘存在的病毒或格式错误，并自动进行病毒清除或隔离操作；
接口保护模块，用于对USB接口全方位保护，所述接口保护模块包括电路保护单元和物理保护单元，所述电路保护单元和物理保护单元独立工作；
电源供电模块，用于为系统提供独立的USB电源，所述电源供电模块通过多级DC/DC电压变换电路和精密稳压滤波电路将机车电源的高电压降低至标准电压，实现系统独立供电；
通讯隔离模块，用于对U盘与视频处理AV3板卡的数据通讯进行物理隔离；
数据备份模块，用于对视频数据进行AV3硬盘和U盘双重备份，所述数据备份模块通过配置RAID磁盘阵列将视频数据在AV3硬盘和U盘之间进行双重备份，以确保数据的安全性和完整性；
其中，所述智能控制模块的输出端与所述可视化交互模块的输入端连接，所述智能控制模块与所述接口保护模块双向连接，所述智能控制模块的输出端与所述自检修复模块的输入端连接，所述电源供电模块的输出端与所述接口保护模块的输入端连接，所述通讯隔离模块的输出端与所述接口保护模块的输入端连接，所述数据备份模块的输出端与所述智能控制模块的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种机车视频智慧转储保护系统，其特征在于：所述智能控制模块包括实时采集单元、储存记录单元、对比分析单元和串口，所述实时采集单元通过集成微电子MEMS传感器实时采集U盘格式、文件类型、插拔及读写状态，所述储存记录单元通过内置实时时钟自动记录插拔时间，形成U盘插拔日志，并通过事件查看器记录U盘读写状态，形成USB总线状态日志，所述USB总线状态日志通过RS485通信接口传输至手持设备并双向通信，所述U盘插拔日志通过串口上传至上位机，所述实时时钟通过内置锂电池，确保断电后实时时钟的准确性，所述对比分析单元通过应用程序接口WindowsAPI自动识别U盘格式和文件类型，并采用差异细微对比算法发掘U盘异常插拔及读写状态，所述U盘异常插拔及读写状态通过串口传输至可视化交互单元进行显示，所述实时采集单元的输出端与所述储存记录单元的输入端连接，所述储存记录单元的输出端与所述对比分析单元的输入端连接，所述储存记录单元的输出端与所述串口的输入端连接，所述对比分析单元的输出端与所述串口的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种机车视频智慧转储保护系统，其特征在于：所述差异细微对比算法通过对比采集U盘插拔及读写状态数据和训练U盘插拔及读写状态数据的相似度，以发掘U盘异常插拔及读写状态，采集U盘插拔及读写状态数据集为C＝{c1,...,ci,...,cn}，训练U盘插拔及读写状态数据集为Q＝{q1,...,qi,...,qn}，1≤i≤n，n为数据集个数，相似度输出函数公式为：
在公式(1)中，Sj为采集U盘插拔及读写状态数据和训练U盘插拔及读写状态数据的相似度，为相似度加权系数，ζ为相似度加权参数，max(C)为采集U盘插拔及读写状态数据最大值，min(C)为采集U盘插拔及读写状态数据最小值，max(Q)为训练U盘插拔及读写状态数据最大值，min(Q)为训练U盘插拔及读写状态数据最小值，ci为第i个采集U盘插拔及读写状态数据，qi为第i个训练U盘插拔及读写状态数据，相似度数据集为S＝{S1,...,Sj,...,Sm}，相似度阈值输出函数公式为：
在公式(2)中，SL为相似度阈值，γ为辅助值，为相似度阈值加权值，max(S)为相似度最大值，min(S)为相似度最小值，sj为第j个相似度，采集U盘插拔及读写状态数据和训练U盘插拔及读写状态数据的相似度大于相似度阈值，则采集U盘插拔及读写状态数据为异常U盘插拔及读写状态数据。
4.根据权利要求1所述的一种机车视频智慧转储保护系统，其特征在于：所述可视化交互模块包括状态指示灯、显示屏、TTS自然语音单元和扬声器，所述状态指示灯包括红绿双色LED指示灯、输入电源指示灯和内部工作电源指示灯，所述红绿双色LED指示灯用于指示USB接口工作状态，所述输入电源指示灯和内部工作电源指示灯用于指示USB电源工作状态，所述TTS自然语音单元的输出端与所述扬声器的输入端连接，所述状态指示灯和显示屏独立工作。
5.根据权利要求1所述的一种机车视频智慧转储保护系统，其特征在于：所述深度错误校验算法的工作方法包括以下步骤：
(S1)将采集U盘数据分为k个数据块，U盘数据块的集合为X＝{x1,...,xf,...,xk}，xf为第f个U盘数据块，1≤f≤k，k为数据块总数，对应生成校验码的集合为R＝{r1,...,rf,...,rk}，rf为第f个采集U盘数据块对应生成的校验码，设置正确U盘数据对应生成校验码的集合为P＝{p1,...,pf,...,pk}，pf为第f个正确U盘数据块对应生成的校验码；
(S2)分别将采集U盘数据块对应生成的校验码和正确U盘数据块对应生成的校验码进行异或对比，异或对比输出函数公式为：
在公式(1)中，D为采集U盘数据块对应生成的校验码和正确U盘数据块对应生成的校验码对比结果，lnμneμ为采集U盘数据块对应生成的校验码和正确U盘数据块对应生成的校验码对比精细加权系数，μ为加权超参数，0＜μ≤1；
(S3)根据公式(3)，遍历每个校验码进行异或计算，当采集数据中存在错误，采集U盘数据块对应生成的校验码与正确U盘数据块对应生成的校验码异或对比结果大于0.1，则判定采集数据存在错误。
6.根据权利要求1所述的一种机车视频智慧转储保护系统，其特征在于：所述电路保护单元包括对USB电源和信号线的静电放电保护和雷击浪涌保护，所述电路保护单元采用瞬态电压抑制器TVS以及自恢复保险丝对4KV接触放电和8KV空气放电进行防护，以保护电路的安全稳定。
7.根据权利要求1所述的一种机车视频智慧转储保护系统，其特征在于：所述物理保护单元包括防震保护措施和防尘罩，所述防震保护措施采用防静电EVA抗震棉和夹紧装置将U盘裹住，以减少U盘受到外力时产生的位移和碰撞，所述防尘罩采用橡胶环或硅胶垫片避免在USB接口没有插入U盘时灰尘和水汽进入USB接口，以防止USB接口金手指弹片脏污和生锈。
8.根据权利要求1所述的一种机车视频智慧转储保护系统，其特征在于：所述通讯隔离模块通过隔离网闸设备包括抗干扰加速通讯网络、双层检测防火墙和访问认证机制，所述抗干扰加速通讯网络通过三层TCP/UDP传输协议、七层HTTP/HTTPS缓存协议和服务器负载均衡逻辑将数据分布式部署至数据缓存服务器，以减少数据通讯时间，并采用低电压调制通讯标准LVM-hscs实现数据信号的抗干扰通讯，所述低电压调制通讯标准LVM-hscs通过对数据信号进行差分曼彻斯特编码实现采集数据信号的差分耦合，以提高信号通讯的抗干扰能力，所述双层检测防火墙采用SSL安全套接字层协议加速卡提高安全访问速度和设备性能处理能力，所述SSL安全套接字层协议加速卡通过加速安全套接字层和传输层连接的处理过程，以缩短用户访问时间和减轻防火墙内部服务器的负载，所述双层检测防火墙通过与防漏洞攻击APT和数据安全服务平台安全设备协同工作，对通讯网络中的敏感数据进行分类、监视和保护，并通过智能安全引擎识别SQL注入、跨站脚本攻击XSS和命令识别未知威胁及无补丁漏洞攻击行为，以提高网络安全性和系统稳定性。
9.一种机车视频智慧转储保护方法，其特征在于：应用于权利要求1-8中任意一项权利要求所述的一种机车视频智慧转储保护系统，所述方法包括步骤：
步骤一、通过智能控制模块识别U盘类型，实时监测U盘插拔和读写状态并储存记录，以及控制系统运行；
步骤二、通过可视化交互模块进行完整的人机界面，USB接口和U盘的工作状态进行显示和自然语音提示；
步骤三、通过自检修复模块自检恢复因病毒和格式错误引起的故障U盘；
步骤四、通过接口保护模块对USB接口电路保护和物理保护；
步骤五、通过电源供电模块为系统提供独立的USB电源；
步骤六、通过通讯隔离模块对U盘与视频处理AV3板卡的数据通讯进行物理隔离；
步骤七、通过数据备份模块对视频数据进行AV3硬盘和U盘双重备份。
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Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000148544A (ja) * 1998-11-05 2000-05-30 Nec Eng Ltd ダンプ出力方式
US20040117575A1 (en) * 2001-04-03 2004-06-17 Jean-Francios Link System and method for controlling access to protected data stored in a storage unit
US20060075313A1 (en) * 2004-09-30 2006-04-06 Carlson Richard L Read control systems and methods
US20090128973A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-21 Nec Electronics Corporation Power supply control circuit including overvoltage protection circuit
US20100180156A1 (en) * 2009-01-15 2010-07-15 International Business Machines Corporation Intelligent dump suppression
US20140040671A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 International Business Machines Corporation Securing crash dump files
CN207623957U (zh) * 2017-11-27 2018-07-17 郑州畅想高科股份有限公司 一种音视频数据智能转储装置
KR20190010956A (ko) * 2017-07-24 2019-02-01 주식회사 시큐리티인사이드 지능형 보안로그 분석방법
CN209581469U (zh) * 2019-01-28 2019-11-05 河南思维信息技术有限公司 一种多功能铁路调车防护系统显示器
EP3572890A1 (en) * 2018-05-23 2019-11-27 Evangelos Achillopoulos Robot for data logging pertaining to tampering protection and physical handling of portable server seriously massive storage system
CN210691306U (zh) * 2019-12-27 2020-06-05 郑州畅想高科股份有限公司 一种数据转储装置
CN111726563A (zh) * 2019-03-19 2020-09-29 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种用于列车视频监控系统的视频存储装置
US20200327055A1 (en) * 2019-04-12 2020-10-15 Pure Storage, Inc. Hardware raid 5 of nvram dump
US20210117779A1 (en) * 2019-10-18 2021-04-22 EMC IP Holding Company LLC Method, device, and computer program product for error evaluation
CN113978522A (zh) * 2021-11-08 2022-01-28 王伟 一种基于5g专网实现的车地转储方法
CN114333103A (zh) * 2021-12-24 2022-04-12 中国铁道科学研究院集团有限公司 机车车载数据车地转储系统及方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000148544A (ja) * 1998-11-05 2000-05-30 Nec Eng Ltd ダンプ出力方式
US20040117575A1 (en) * 2001-04-03 2004-06-17 Jean-Francios Link System and method for controlling access to protected data stored in a storage unit
US20060075313A1 (en) * 2004-09-30 2006-04-06 Carlson Richard L Read control systems and methods
US20090128973A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-21 Nec Electronics Corporation Power supply control circuit including overvoltage protection circuit
US20100180156A1 (en) * 2009-01-15 2010-07-15 International Business Machines Corporation Intelligent dump suppression
US20140040671A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 International Business Machines Corporation Securing crash dump files
KR20190010956A (ko) * 2017-07-24 2019-02-01 주식회사 시큐리티인사이드 지능형 보안로그 분석방법
CN207623957U (zh) * 2017-11-27 2018-07-17 郑州畅想高科股份有限公司 一种音视频数据智能转储装置
EP3572890A1 (en) * 2018-05-23 2019-11-27 Evangelos Achillopoulos Robot for data logging pertaining to tampering protection and physical handling of portable server seriously massive storage system
CN209581469U (zh) * 2019-01-28 2019-11-05 河南思维信息技术有限公司 一种多功能铁路调车防护系统显示器
CN111726563A (zh) * 2019-03-19 2020-09-29 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种用于列车视频监控系统的视频存储装置
US20200327055A1 (en) * 2019-04-12 2020-10-15 Pure Storage, Inc. Hardware raid 5 of nvram dump
US20210117779A1 (en) * 2019-10-18 2021-04-22 EMC IP Holding Company LLC Method, device, and computer program product for error evaluation
CN210691306U (zh) * 2019-12-27 2020-06-05 郑州畅想高科股份有限公司 一种数据转储装置
CN113978522A (zh) * 2021-11-08 2022-01-28 王伟 一种基于5g专网实现的车地转储方法
CN114333103A (zh) * 2021-12-24 2022-04-12 中国铁道科学研究院集团有限公司 机车车载数据车地转储系统及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
段洪亮;王保华;裴剑;: "列车速度防护装置中记录单元的设计与实现", 机车电传动, no. 03, 10 May 2013 (2013-05-10) *
邓志峰;王雨;余志浩;: "基于自动任务模型的机车车载数据转储系统", 控制与信息技术, no. 03, 5 June 2018 (2018-06-05) *

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