淺談城市軌道交通CCTV系統存儲模式

陳星杰

摘要：當今時代，信息技術迅猛發展，尤其基于大數據分析、云計算為代表的電子信息技術的應用，促進軌道交通行業的快速發展。云存儲技術相較傳統存儲技術在擴展性、穩定性以及可靠性都有很大優勢。因此，將云存儲技術應用在軌道交通行業具有重要意義。

關鍵詞：云存儲；CCTV；城市軌道交通

近幾年，隨著計算機、網絡、存儲、芯片技術的迅速發展，城市軌道交通CCTV系統技術也隨之跟新換代，特別是高清攝像機技術的應用，對存儲要求越來越高，傳統的信息存儲技術在容量以及性能擴展上已經顯得越來越吃力。云存儲技術的推廣應用無疑極大地緩解軌道交通數據存儲和管理壓力，有效地提高軌道交通的數據存儲和管理效率。

1、城市軌道交通CCTV系統存儲特點

城市軌道交通CCTV系統存儲要求與其他行業的安防系統相比，最大的特點就是，要求有更高的可靠性和穩定性，主要從以下幾個方面考慮。

系統穩定性：軌道交通對監控設備的穩定性要求遠遠高于其他行業，因車站客流量大，出現突發事件的概率很大，這要求保證CCTV系統具有較高的穩定性，當出現突發情況時，能隨時調看查看實時視頻和歷史視頻。

系統高運維性：主要針對系統易于維護，當出現故障時，系統能自動進行故障檢測并以多種方式進行通知報警。

系統可靠性：存儲系統應具有超強的糾錯能力，當有磁盤失效時，保證歷史數據不丟失，業務不中斷，同時要求能夠快速重建數據，重建過程中不影響正常業務的能力。

易擴容：CCTV系統存儲應做到擴容簡單、部署方便（主要適用于站點前端設備增加，以及支線延長線接入）。

2、存儲方式的比較

目前軌道交通視頻監控存儲方式主要有兩種方式，集中類存儲和云存儲。

集中類存儲（FC SAN、IP SAN）技術來實現，該技術通過RAID、增加擴展柜的方式來獲得大規模存儲空間，滿足了高密度和保障數據安全的需求。

云存儲系統的結構模型由存儲層、基礎管理層、應用接口層、訪問層組成。一般采用面向用戶業務應用的設計思路，融合SAN集群部署、負載均衡、資源池化、全局共享空間、數據切片等技術，可將網絡中大量各種不同類型的存儲設備，通過專業應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供高性能、高可靠、不間斷的數據存儲和業務訪問服務。

3、傳統存儲的瓶頸

傳統的視頻CCTV系統存儲資源是靜態綁定的，某個攝像機的存儲資源只能存儲在某個固定的IPSAN或者NVR上。這種資源靜態綁定的架構存在下面的問題：

故障無法切換：單臺存儲設備故障會導致綁定到這臺存儲設備上的錄像中斷。

業務擴容受限：攝像頭的存儲空間如果需要擴容，會受到存儲設備容量的限制。

熱點讀取瓶頸：原有視頻監控存儲基本靠人工調閱查詢，讀寫比例是1：10。隨著智能分析技術應用，當數據結構化分析處理后，數據的讀寫比例變為1：1。特別是涉恐案件的突發導致某些熱點數據成為讀取瓶頸。

空余資源難以整合：為了做陣列湊整而多出來的硬盤會使每臺存儲設備都會有數10TB的空余資源，多臺存儲設備會有僅百TB的空余資源，這些空余資源由于處在不同的存儲設備上而無法整合再利用。

可靠性難提升：數據的可靠性取決于存儲設備硬件，提高一點數據可靠性會帶來硬件成本的翻倍上升，系統可靠性提升困難。

維護冗余性低：陣列重建期間再壞一塊硬盤會導致陣列失效，風險大，需要及時維護，維護的冗余性低。

4、軌道交通云存儲系統存儲方式

軌道交通云存儲系統有集中存儲和分散存儲兩種方式。

（1）集中存儲：存儲系統可以放在控制中心機房，實現設備的統一管理及維護， 這可大大地節省各站點機房空間，有利于降低車站系統的維護工作。

（2）分散存儲：主要包含設備之間云化和硬盤RAID組之間云化。

1）設備之間云化。每個站點設置一套云存儲設備，多個車站形成多云的模式，站與站之間實現動態負載均衡。在系統正常運行的情況下，每套云存儲系統各自存儲管轄站內的高清視頻，實現站點之間動態負載均衡。若任何一個站點系統設備出現故障時，其承載業務將自動并發遷移至其它所有服務正常的站點，保證視頻監控全業務不間斷，從而實現云存儲系統之間的災備功能。

2）磁盤RAID組之間云化。單個存儲云站點內部多個RAID組之間可以實現動態負載均衡，任何一個RAID組出現故障，其承載業務將自動遷移至其它正常工作的RAID組，保證系統全部業務不間斷，而傳統監控平臺無法實現視頻業務在RAID組間動態遷移。

5、軌道云存儲系統的核心技術

在軌道云存儲系統的架構設計中，采用的核心技術包括：

1）通過虛擬化層，整體拉通存儲空間的同時，將媒體接入、媒體管理等計算與媒體存儲、媒體讀寫等存儲能力有效解耦； 2）存儲管理節點調度功能簡化，即可以將計算能力和存儲空間獨立開來分別調度； 3）故障恢復后無需處理錄像的回傳，自動整合錄像空間； 4）統一了存儲數據視圖接口，所有業務以統一接口來對待數據，這帶來的好處是后續外部服務，如后端錄像分析，可以直接訪問數據來進行分析工作；5）采用存儲虛擬化技術，對具有海量存儲需求的用戶提供透明存儲構架，可持續擴容避免瓶頸限制，可以更有效的進行資源管理，靈活增減空間，達到最大程度上合理利用空間的效果。6）采用SAN集群技術，解決單/多節點失效問題，并利用負載均衡技術充分利用各存儲節點的性能，提升系統的可靠性和安全性。7）采用數據切片技術，保障了用戶高效的讀寫的同時保證了業務的持續性。8）采用統一完善的接口，即可降低對接成本和平臺維護成本，也可降低用戶管理的復雜度。 9）采用開放的集成構架，系統可兼容業界各類SAN存儲設備，保護用戶現有存儲投資資源。10）采用數據本地/異地備份保護技術，保證云存儲中的數據不丟失，確保系統服務安全穩定運行。

6、結論

隨著城市軌道交通視頻監控邁向高清化時代，以及云存儲技術的使用，軌道交通行業即將迎來技術上的革新，使傳統的監控模式向云監控模式轉變。

參考文獻：

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（作者單位：東莞市軌道交通有限公司）