地鐵高清視頻存儲技術的應用分析

趙敏

【摘要】 本文首先介紹了地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成，并闡述了其中高清視頻存儲技術。通過對HD-NVR、存儲管理服務器+IPSAN、流存儲技術和云存儲技術的介紹和比較，闡述適合目前地鐵建設的可靠視頻存儲技術。

【關鍵詞】 視頻監(jiān)控 存儲技術 流存儲 云存儲

引言

地鐵在近年來得到了很多大中型城市的青睞，全國各地都在進行地鐵建設，因此出現(xiàn)了如何應對人流量比較大，安全隱患比較多，突發(fā)事件集中，列車調度復雜等一系列問題。視頻監(jiān)控系統(tǒng)經過很長時間的發(fā)展，成為這樣一種較為有效的解決方式。伴隨著高清視頻監(jiān)控的發(fā)展，人們對圖像的質量要求越來越高，監(jiān)控系統(tǒng)需要更高的傳輸帶寬負荷、更大的存儲容量，更高的可靠性，系統(tǒng)中的存儲技術變的越來越重要，選擇一套適合的存儲技術對于保證整個地鐵監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性顯得尤為重要。

一、視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲技術概述

隨著高清化趨勢愈演愈烈，項目規(guī)模越來越大，存儲時間越來越長，監(jiān)控系統(tǒng)對存儲容量的要求、對存儲設備穩(wěn)定性的要求、對系統(tǒng)可擴展性的要求、對磁盤性能的要求以及對數(shù)據安全性的要求越來越高，高清監(jiān)控帶給存儲系統(tǒng)巨大的挑戰(zhàn)和壓力。存儲技術的難題在于如何應用一個強大的平臺管理軟件，統(tǒng)一相關設備的編碼方式，以及對寬帶傳輸、數(shù)據處理能力和存儲緩存等各方面的優(yōu)化處理。因此，高清視頻存儲方案如何選擇成為監(jiān)控系統(tǒng)中至關重要的一環(huán)。

二、地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲技術

2.1高清NVR存儲

在網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，NVR是模擬錄像機和硬盤錄像機的理想升級換代產品，是在原來DVR基礎上實現(xiàn)的免除窗口操作系統(tǒng)和計算機配合的單機獨立操作設備。HDNVR采取高度集成化的芯片技術，擁有先進的數(shù)字化錄像、存儲和重放功能，不需要更換和存儲錄像帶，無需計算機配合和日常維護，因此簡單易用，且能實現(xiàn)高分辨率、高質量實時監(jiān)控，實現(xiàn)系統(tǒng)的高清化和網絡化。HD-NVR可同時實現(xiàn)高清網絡攝像機接入、管理、實時高清顯示、高清錄像存儲、檢索回放等功能，適用于中小高清監(jiān)控項目和分布式存儲模式。

2.2存儲管理服務器+IP-SAN存儲

集中式存儲管理模式通過存儲管理服務器連接前端編解碼器，服務器和存儲設備之間可通過SAS、iSCSI、NAS、FC協(xié)議下載數(shù)據存放到存儲設備上。集中式存儲管理模式，存儲空間利用率高，易于擴容；且由于采用了RAID技術，存儲的可靠性高，單一硬盤損壞不會造成視頻丟失。目前主要有存儲管理服務器+IP-SAN和存儲管理服務器+FC-SAN兩種集中式存儲管理模式，從實際的部署和效果來講，F(xiàn)CSAN存儲管理由于強大的性能和數(shù)據處理能力，其穩(wěn)定性高，在節(jié)點較多的監(jiān)控環(huán)境里較為合適，但費用也比較高，而IP-SAN存儲管理比較經濟實用，具有易于擴展、尋址靈活、可遠距離傳輸、利用率高等特點，且有著強大的生命力，當系統(tǒng)中某一處出現(xiàn)故障，不會影響到整個系統(tǒng)的運作，可廣泛用于平安城市、金融系統(tǒng)、平安校園、地鐵視頻監(jiān)控等大中型集中式網絡監(jiān)控系統(tǒng)，是目前地鐵視頻監(jiān)控中應用最廣的存儲技術，受到業(yè)內的青睞。

2.3流存儲

IP-SAN存儲以其高性價比、兼容性等方面優(yōu)勢在監(jiān)控系統(tǒng)中得到廣泛應用，但隨著項目規(guī)模的擴大、高清前端的使用，視頻服務器易成為整個系統(tǒng)的性能瓶頸，外部有幾百路甚至上千路視頻需要并發(fā)寫入時易形成處理瓶頸，視頻服務器在監(jiān)控系統(tǒng)中易形成單點故障，負責寫入/讀取的服務器一旦失效，將中斷整個存儲系統(tǒng)業(yè)務。流存儲是一種通過流媒體協(xié)議從編解碼器直接獲取錄像文件，省去存儲服務器成本，避免服務器形成單點故障和性能瓶頸；流存儲具備獨特的快速索引方式，最大限度精簡檢索深度，精確定位，提高檢索效率；在流存儲應用模式下，該存儲系統(tǒng)通過視頻流協(xié)議和策略負責從前端編碼設備直接取流，支持客戶端、平臺直接接入，實現(xiàn)對監(jiān)控數(shù)據的直接下載、檢索、瀏覽和回放等。此外，還具備存儲系統(tǒng)功能，包括RAID管理、配置、報警等功能。流存儲技術是一種專用存儲系統(tǒng)，從底層徹底解決監(jiān)控存儲特有的存儲問題，是視頻監(jiān)控技術和存儲技術的完美結合。

2.4云存儲

云存儲是指通過集群應用、網絡技術或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據存儲和業(yè)務訪問功能的一個系統(tǒng)，是一個以數(shù)據存儲和管理為核心的云計算系統(tǒng)，就是將儲存資源放到云上供人存取的一種新興方案。使用者可以在任何時間、任何地方，透過任何可連網的裝置連接到云上方便地存取數(shù)據。在視頻監(jiān)控領域的應用，主旨是提高整體監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證監(jiān)控業(yè)務的延續(xù)性，提供更高的存儲性能。

典型的視頻監(jiān)控云存儲系統(tǒng)架構：物理存儲層、存儲協(xié)議層、云存儲文件系統(tǒng)層、云存儲管理層、云存儲接口層以及應用層。云存儲方案的優(yōu)勢在于易擴展性、高可靠性、高性能、可管理性；缺點在于前期建設投入大。

三、地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲技術比較

上述存儲技術比較如下：

監(jiān)控存儲給服務器和本地存儲帶來了不少的壓力，在實施過程中，針對大數(shù)據流量，所需要的大容量存儲硬盤及帶寬成本相當大，如何在成本及效果方面做到平衡，如何滿足具體需求將是最直接的問題，通過上表的比較可知目前地鐵監(jiān)控視頻存儲技術方案選擇IP-SAN技術最多，其性價比最高；但是隨著地鐵視頻監(jiān)控需求越來越多，云存儲技術將在攝像終端達到一定規(guī)模以后，憑借其單位成本優(yōu)勢獲得更多地鐵客戶的青睞。

四、結束語

隨著高清技術的不斷發(fā)展，根據不同規(guī)模和不同結構的高清監(jiān)控系統(tǒng)，采用不同的存儲方案，針對中小規(guī)模的網絡監(jiān)控系統(tǒng)，HD-NVR網絡存儲方案將受到更多青睞；而針對監(jiān)控點相對集中，且規(guī)模較大的系統(tǒng)結構，可設計采用集中式管理存儲模式或云存儲模式，整個監(jiān)控系統(tǒng)的存儲資源由存儲管理服務器統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調度和分配。目前，高清存儲技術受到業(yè)內各界的研究和推進，監(jiān)控領域的存儲技術發(fā)展日新月異，未來將會有更具高效的、更簡潔的、更實用的高清存儲方案，將進一步進行關注。

參 考 文 獻

[1]劉志強.云儲存在海量視頻存儲上的優(yōu)勢.北京：中國安防，2014

[2]Jerry Whitaker（美），曹晨，楊作梅譯.高清晰度數(shù)字視頻原理與應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002

[3]謝俊超.高清視頻技術在城市軌道交通的應用特點[J].城市軌道交通研究，2011，A0：44-45

[4]韓斌，賈俊力.高清視頻監(jiān)控解決方案在地鐵的應用[J].工程建設與設計，2011，（1）：50-52