一种机车视频智慧转储保护方法及系统技术方案

本发明专利技术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，本发明专利技术能够为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。智能化程度高。

【技术实现步骤摘要】
一种机车视频智慧转储保护方法及系统


[0001]本专利技术涉及转储保护领域，且更具体地涉及一种机车视频智慧转储保护方法及系统。

技术介绍

[0002]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：
[0003](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。
[0004](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。
[0005](3)U盘本身损坏。由于频繁插拔和静电导致的U盘损坏。
[0006]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。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术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。
[0008]本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种机车视频智慧转储保护系统，所述系统包括：
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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；
[0013]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；
[0014]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；
[0015]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；
[0016]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；
[0017]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。
[0018]作为本专利技术进一步的技术方案，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。
[0019]作为本专利技术进一步的技术方案，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,...,c
i
,...,c
n
}，训练U盘插拔及读写状态数据集为Q＝{q1,...,q
i
,...,q
n
}，1≤i≤n，n为数据集个数，相似度输出函数公式为：
[0020][0021]在公式(1)中，S
j
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，c
i
为第i个采集U盘插拔及读写状态数据，q
i
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,...,S
j
,...,S
m
}，相似度阈值输出函数公式为：
[0022][0023]在公式(2)中，S
L
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，s
j
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。
[0024]作为本专利技术进一步的技术方案，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。
[0025]作为本专利技术进一步的技术方案，所述深度错误校验算法的工作方法包括以下步骤：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
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,...,c
i
,...,c
n
}，训练U盘插拔及读写状态数据集为Q＝{q1,...,q
i
,...,q
n
}，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，S
j
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，c
i
为第i个采集U盘插拔及读写状态数据，q
i
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,...,S
j
,...,S
m
}，相似度阈值输出函数公式为：在公式(2)中，S
L
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，s
j
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭，郭东，马睿，张虎，齐天宏，宋平，唐恒庄，韩弢，王晓东，施磊，甘滔，
申请(专利权)人：中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：