司法记录器数据存储结构、管理系统及管理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁路安全装备领域，尤其是涉及一种用于记录列车运行的各种数据和查找行车事故原因的司法记录器数据存储结构、管理系统及管理方法。
【背景技术】
[0002]司法记录器是列车安全运行的“黑匣子”，用来记录列车在运行过程中的各种数据，以及作为查找行车事故原因的重要手段和依据。随着列车控制技术的提高，来自各厂家、研究院或进口的控制、监测设备不断安装到各种列车上。司法记录器用于事故分析的记录数据内容和种类也越来越复杂，大容量、高可靠性的数据记录和存储功能已成为司法记录器发展的必然趋势。
[0003]目前，在国内从事司法记录器研制开发的公司主要有:上海德意达、河南思维和大连锦达等，其产品在数据记录方式上主要采用循环记忆模式或嵌入式文件系统，如Jffs(Journalling Flash File System,闪存设备日志型文件系统的简称)、Yaffs(Yet AnotherFlash File System,—种专门为NAND Flash存储器设计的嵌入式文件系统)等。这些数据记录方式均存在着各自的明显缺陷，或不便于数据的分类存储和管理，或在异常情况下(如:突然掉电)，易导致文件管理数据和文件内容的丢失，均难以满足上述大容量、高可靠性的司法记录器的数据记录需求。
[0004]目前，司法记录器的数据记录方式主要有两种:
第一种为顺序循环记录方式，顺序循环记录方式采用数据从存储空间开始位置开始记录，当存储空间满时，从存储空间开始位置覆盖旧的数据，最老的数据首先被覆盖。如目前已广泛应用的LKJ2000型列车运行事故状态记录器和上海德意达的OBOX-Jx系列司法数据防护盒等均采用这种记录方式。该方式虽然实现简单，但其数据混乱，不便于数据的分类存储和管理，也不利于数据的下载和分析。
[0005]第二种为采用嵌入式文件系统记录方式，该方式的数据存储采用以文件方式进行管理，在数据保存过程中动态分配存储空间。如河南思维的列车运行监控记录装置和大连锦达机车加固数据保护存储体等均采用这种记录方式。这种方式的缺陷在于，在异常情况下(如:突然掉电)，易导致文件管理数据和文件内容的丢失。如Jffs文件系统使用链表回收脏块，当存储空间接近满时，运行速度减慢，造成运行速度的不均衡。而Yaffs文件系统启动时间长，若启动速度慢于数据源启动速度，会造成数据的丢失。此外，其完备的功能和复杂的处理逻辑，不利于代码的调试和移植。
[0006]因此，现有司法记录器的数据记录方式均不能满足当前列车记录数据内容和种类越来越复杂，以及大容量、高可靠性的数据记录和存储功能对存储数据的管理需求。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种司法记录器数据存储结构、管理系统及管理方法，既能够方便数据的分类存储和管理，又可以保证文件管理数据和文件内容的完整性，可满足大容量、高可靠性司法记录器的数据记录要求。
[0008]为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种司法记录器数据存储结构的技术实现方案，一种司法记录器数据存储结构，所述司法记录器数据存储在数据存储器中，所述数据存储器包括若干个逻辑块，所述逻辑块被用作文件数据管理区或文件数据区，所述文件数据管理区用于对文件的数据进行管理，所述文件数据区用于存储文件的数据。所述文件数据管理区进一步包括:
A:用于表征所述文件数据管理区写入序号的管理区序号；
B:包括固定个数目录项的文件目录区；
C:用于记录所有逻辑块的分配状态的逻辑块分配表；
D:用于检查上述A、B和C部分数据是否正确的第一数据校验区。
[0009]优选的，所述目录项进一步包括:
B1:文件的名称；
B2:所述文件的使用标记；
B3:所述文件的读写时间和位置；
B4:记录所述文件分配的所有逻辑块编号的数据逻辑块号表；
B5:用于检查上述B1、B2、B3和B4部分数据是否正确的第二数据校验区。
[0010]优选的，每一个逻辑块分配表的表项与所述文件的逻辑块编号一一对应，所述逻辑块包括已分配、空闲和不可使用三种分配状态。
[0011]优选的，逻辑块0?3作为文件数据管理区，其它为文件数据区。
[0012]本发明还另外具体提供了一种基于上述数据存储结构的司法记录器数据管理系统的技术实现方案，系统包括:数据存储器，与所述数据存储器相连的数据管理单元插件，以及与所述数据管理单元插件相连的车载设备。所述数据管理单元插件实时采集来自于所述车载设备的车载设备信息，并将其保存在所述数据存储器中。
[0013]优选的，所述数据存储器进一步包括8GB的数据存储空间，所述数据存储空间划分为容量为256K的逻辑块，每个逻辑块包括64个逻辑页，逻辑块0?3作为文件数据管理区，其它为文件数据区。
[0014]本发明还另外具体提供了一种基于上述数据存储结构的司法记录器数据管理方法的技术实现方案，所述方法包括文件管理数据获取流程，该流程包括以下步骤:
S101:检索作为文件数据管理区的逻辑块，查找出管理区序号最大，且数据校验正确的所述逻辑块；作为本发明一种典型的具体实施例，检索四个文件数据管理区的逻辑块，找出管理区序号最大且数据校验正确的逻辑块；
S102:读取该逻辑块的数据作为当前文件管理数据，将该文件管理数据作为当前管理块，并保存该逻辑块的逻辑块编号为当前管理块号；
S103:返回。
[0015]优选的，所述方法还包括文件管理数据保存流程，该流程包括以下步骤:
5201:判断当前管理块是否为最后一个管理块；
5202:如果否，则当前管理块指向相邻的下一个管理块，并执行步骤S204 ；
5203:如果是，则当前管理块指向第一个管理块；
5204:将当前文件管理数据保存至当前管理块中； 5205:判断当前管理块是否为最后一个管理块；
5206:如果否，则当前管理块指向相邻的下一个管理块，并执行步骤S208 ；
5207:如果是，则当前管理块指向第一个管理块；
5208:将当前文件管理数据保存至当前管理块中；
5209:返回。
[0016]优选的，所述方法进一步包括文件分配流程，该流程包括以下步骤:
5301:从当前文件管理数据的目录表中检索一空闲的目录项；
5302:填写该空闲的目录项的数据逻辑块号表，并将该空闲的目录项对应的逻辑块的数据逻辑块分配表的分配状态设置为已分配标志；
5303:填写该空闲的目录项除数据逻辑块号表以外的其他内容；
5304:保存当前文件管理数据；
5305:返回。
[0017]优选的，所述方法进一步包括文件回收流程，该流程包括以下步骤:
5401:从当前文件管理数据的目录表中检索需要回收文件的目录项；
5402:清除该目录项的数据逻辑块号表对应的逻辑块；
5403:根据清除结果将数据逻辑块分配表的对应项的分配状态设置为未分配或不可使用标志；
5404:将该目录项设置为空闲的目录项；
5405:保存当前文件管理数据；
5406:返回。
[0018]优选的，所述方法进一步包括数据逻辑地址计算流程，该流程包括以下步骤:
5501:根据读指针或写指针计算所述文件内部的逻辑块偏移；
5502:在目录项中的数据逻辑块号表中查找该逻辑块偏移对应的逻辑块编号；
5503:根据读写指针计算该逻辑块内的逻辑页偏移；
5504:返回。
[0019]优选的，所述方法进一步包括数据写入流程，该流程包括以下步骤:
5601:根据写指针计算所述文件所在的逻辑页编号；
5602:写一页数据；
5603:更新所述文件的写指针位置；
5604:返回。
[0020]优选的，所述方法进一步包括数据读取流程，该流程包括以下步骤:
5701:根据读指针计算所述文件所在的逻辑页编号；
5702:读一页数据；
5703:更新所述文件的读指针位置；
5704:返回。
[0021]优选的，所述方法进一步包括数据异常状态恢复流程，该流程包括以下步骤:
5801:检索作为文件数据管理区的逻辑块，查找出管理区序号最大，且数据校验正确的逻辑块；
5802:根据所述文件的目录项的使用标志判断所述文件是否正常； 5803:对判断异常的文件反向历遍预先分配的数据逻辑块号表，查找所述文件最后访问的逻辑块编号和逻辑页编号，将所有非格式化的数据合并入所述文件的内容；
5804:返回。
[0022]通过实施上述本发明提供的司法记录器数据存储结构、管理系统及管理方法，具有如下技术效果:
(1)本发明针对现有数据记录方式的缺点，基于文件管理的、采用预分配存储空间和异常方式下文件恢复、文件目录多重历史备份和内容保全的数据管理方法，实现了异常状态下的快速恢复，为记录软件提供接□友好、操作简便、安全、可靠、高效的数据管