城市軌道交通車載視頻存儲方案選擇

王 言

（中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，上海 200070）

1 概述

城市軌道交通列車車廂屬于公共安全監(jiān)視范疇，新規(guī)范對列車視頻存儲時(shí)間提出了更高的要求，視頻錄像信息保存九十天已經(jīng)是主流的需求。由于列車設(shè)備安裝空間有限，車載視頻由以前一般性滿足十五天存儲要求提高至九十天，如何利用有限的安裝空間滿足視頻存儲要求是需要進(jìn)一步解決的問題。本文對城市軌道交通中車載視頻按照不少于九十天存儲進(jìn)行方案比選與探討。

2 全國部分城市車載視頻存儲情況

經(jīng)調(diào)研，國內(nèi)部分城市自2016年后新建線路車載視頻存儲時(shí)間為90天，可采用在列車上設(shè)置硬盤存儲。部分城市如深圳、廈門等正在研究5G轉(zhuǎn)存技術(shù)的應(yīng)用。國內(nèi)部分城市線路車載視頻存儲應(yīng)用情況見表1。

表1 部分城市線路車載視頻存儲應(yīng)用情況

由上表統(tǒng)計(jì)情況可知，2016年后全國多城市響應(yīng)反恐法要求，車載視頻存儲時(shí)間按照滿足90天進(jìn)行存儲。其中車輛專業(yè)招標(biāo)多采用90天1+1冗余備份考慮，通信專業(yè)招標(biāo)項(xiàng)目結(jié)合各地業(yè)主需求，視頻存儲時(shí)間采用90、90+N、90+90天等。

3 車載視頻9 0 天存儲方案選擇

以西安軌道交通5號線為例，結(jié)合當(dāng)?shù)仨?xiàng)目情況及實(shí)際需求，車載視頻存儲按照90天冗余方式考慮。車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)按照單列車6節(jié)編組共設(shè)置28個(gè)攝像機(jī)考慮，其中24套車載客室攝像機(jī)、2套行車記錄儀攝像機(jī)、2套司機(jī)室魚眼監(jiān)控?cái)z像機(jī)、2套視頻存儲主機(jī)、2套車載播放控制器、2套觸摸屏、車載局域網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備組成。其攝像機(jī)安裝位置、類型、用途見表2：

表2 攝像機(jī)配置說明

全列車28個(gè)高清攝像機(jī)視頻存儲，考慮視頻存儲量較大，建議按照2 Mbit/s碼流進(jìn)行存儲。可采用集中式存儲或分布式存儲兩種方式。

3.1 集中式存儲方案

3.1.1 集中式存儲方案介紹

集中式存儲過程中，在首、尾司機(jī)室各增設(shè)冗余存儲的硬盤錄像機(jī)，兩個(gè)司機(jī)室的硬盤錄像機(jī)同時(shí)存儲。系統(tǒng)按照每天運(yùn)行18小時(shí)，連續(xù)存儲90天的方式存儲全列車各客室和首尾司機(jī)室的視音頻數(shù)據(jù)。

3.1.2 硬盤容量計(jì)算

圖像數(shù)據(jù)在25幀/秒的狀態(tài)下傳輸速率為2Mbit/s。每個(gè)攝像機(jī)1小時(shí)記錄數(shù)據(jù)量=2Mbit/s÷8×3600（秒）=900M

每個(gè)攝像機(jī)18小時(shí)記錄數(shù)據(jù)量=900×18（小時(shí)）/1024=15.8G

每個(gè)攝像機(jī)90天18小時(shí)記錄數(shù)據(jù)量=90×15.8G=1423.8G

全列車28個(gè)攝像機(jī)90天18小時(shí)記錄數(shù)據(jù)量=1423.8×28/1024＝38.9TB

考慮硬盤格式化，硬盤錄像機(jī)實(shí)際硬盤需求為38.9TB÷0.93≈42TB

此方案在車頭、車尾集中存儲量過大，由于司機(jī)室空間局限，故而不建議采用此類存儲形式。

3.2 分布式存儲方案

3.2.1 分布式存儲方案介紹

分布式存儲即在每個(gè)客室設(shè)置硬盤錄像機(jī)，將視頻分散存儲在各個(gè)客室，就近對各攝像機(jī)監(jiān)視的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)錄制、本地存儲。

各客室視頻文件存儲在各客室硬盤錄像機(jī)，首、尾司機(jī)室攝像機(jī)監(jiān)視圖像存儲在就近客室硬盤錄像機(jī)。

考慮到視頻存儲冗余存儲，計(jì)劃Tc1（首司機(jī)室、1號客室車廂）與Mp1（2號客室車廂）車互為存儲冗余，M1（3號客室車廂）與M2（4號客室車廂）車互為存儲冗余，Mp2（5號客室車廂）與Tc2（6號客室車廂、尾司機(jī)室）車互為存儲冗余。綜上所述首司機(jī)室、1號客室車廂、2號客室車廂需存儲10個(gè)攝像機(jī)90天內(nèi)18小時(shí)的視頻；5號客室車廂、6號客室車廂、尾司機(jī)室需存儲10個(gè)攝像機(jī)90天內(nèi)18小時(shí)的視頻；3號客室車廂、4號客室車廂車硬盤錄像機(jī)需存儲8個(gè)攝像機(jī)90天內(nèi)18小時(shí)的視頻。

3.2.2 硬盤容量計(jì)算

系統(tǒng)按照每天運(yùn)行18小時(shí)，連續(xù)存儲90天的方式存儲全列車各客室和司機(jī)室的視音頻數(shù)據(jù)。在25幀/秒的狀態(tài)下傳輸速率為2Mbit/s。

每個(gè)攝像機(jī)1小時(shí)記錄數(shù)據(jù)量=2Mbit/s÷8×3600（秒）=900M

每個(gè)攝像機(jī)18小時(shí)記錄數(shù)據(jù)量=900×18（小時(shí)）/1024=15.8G

每個(gè)攝像機(jī)90天18小時(shí)記錄數(shù)據(jù)量=90×15.8G=1423.8G

（1）Tc1、Mp1車及Tc2、Mp2車硬盤錄像機(jī)存儲10個(gè) 攝 像 機(jī)90天18小 時(shí) 數(shù) 據(jù) 量＝1423.8×10/1024＝13.9TB

考慮硬盤格式化，Tc1、Mp1車及Tc2、Mp2車硬盤錄像機(jī)實(shí)際硬盤需求為13.9TB÷0.93≈15TB

所以Tc1、Mp1車及Tc2、Mp2車硬盤錄像機(jī)建議采用4塊4TB固態(tài)硬盤進(jìn)行存儲。

（2）M1、M2車硬盤錄像機(jī)存儲8個(gè)攝像機(jī)90天18小時(shí)數(shù)據(jù)量＝1423.8×8/1024＝11.1TB

考慮硬盤格式化，M1、M2車硬盤錄像機(jī)實(shí)際硬盤需求11.1TB÷0.93≈12TB

所以M1、M2車硬盤錄像機(jī)建議采用3塊4TB固態(tài)硬盤進(jìn)行存儲。

3.3 兩種方案比較

由于集中式存儲方案視頻存儲量過大，為了節(jié)約車內(nèi)空間，故而建議在西安軌道交通5號線車載視頻存儲中可采用分布式存儲方式。較集中式存儲方式而言，分布式存儲利用多臺存儲硬件分擔(dān)存儲負(fù)荷，它不但提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和存取效率，還易于擴(kuò)展，將通用硬件引入的不穩(wěn)定因素降到最低。

4 結(jié)束語

本文對軌道交通車載視頻存儲方案進(jìn)行了比選及研究，對于列車內(nèi)視頻存儲量大、空間有限的實(shí)際情況，推薦采用分布式存儲方式。在實(shí)際工程項(xiàng)目中，需結(jié)合當(dāng)?shù)仨?xiàng)目需求，積極與車輛協(xié)調(diào)是否滿足足夠安裝空間，緊跟最新技術(shù)發(fā)展情況合理選擇方案。