視頻監控系統精細化管理研究

柴偉

（中國人民銀行烏魯木齊中心支行，新疆 烏魯木齊 830002）

0 引言

視頻監控系統隨著科技賦能，網絡化、可擴展成為視頻監控系統特點，視頻監控系統的應用場景不斷豐富，中國人民銀行各級發行庫安防系統依據《中國人民銀行人民幣發行庫視頻監控系統建設規范》建設，但隨著近年來對發行庫安全管理要求的變化，對中國人民銀行各級行發行庫安防系統中視頻監控系統錄像存儲時間、視頻存儲設備可靠性等提出更高要求，根據中國人民銀行對發行庫安防系統穩定性、可靠性、魯棒性要求的特點，在過“緊日子”背景下，有針對性地建設視頻監控系統并利用精細化管理手段，降低建設成本，最大程度發揮視頻監控系統作用，進一步提升安防系統效能。

1 視頻存儲設備對比研究

視頻監控系統存儲經歷了DVR 存儲、NVR 存儲、存儲服務器+IPSAN 存儲、視頻流直寫存儲（CVR 存儲）及視頻云存儲等階段的發展，隨著視頻監控系統數字化、高清化使得大容量NVR 存儲、CVR 存儲及視頻云存儲成為當前主流的存儲設備。

CVR 存儲設備自帶錄像軟件，硬件支持直接從前端攝像頭讀取視頻流數，并直接通過錄像軟件將視頻數據寫入配置的存儲硬盤中。CVR 存儲不需要通過存儲服務器讀寫視頻數據，可直接在CVR 存儲上配置相關網絡參數就可接入視頻監控系統。CVR 存儲設備可通過配置Raid 等功能實現數據護膚功能。但每臺CVR 存儲設備上負載的數據讀寫壓力在項目設計中就已經設定，更改業務需要維護人員手動調整，耗時費力且容易出錯，導致部分設備負載過高，部分設備整體利用較低。

視頻云存儲是基于云架構進行設計，采用分布式、集群等技術開發，主要分為存儲系統和視頻管理平臺。存儲系統分為存儲管理節點和存儲節點，均可根據實際應用場景對存儲空間的要求隨時對存儲節點進行擴展。視頻管理平臺根據業務需求多系統進行聯動，通過平臺為各前端攝像機及存儲節點下發錄像計劃，如：移動偵測錄像、定時錄像、與報警系統聯動錄像等。視頻云存儲系統根據當前系統內的業務負載情況及對視頻存儲周期的要求分配具體的存儲空間，由前端攝像機直接讀取視頻數據流，推送至已分配的存儲設備上。視頻云存儲采用全系統集群工作模式，系統可自動保證每個存儲節點間視頻流數據負載均衡，不需要人為對負載情況進行調整，保障每臺設備處理效率及利用率達到最高值，使整個視頻存儲系統更加符合實際業務需求。

表1 為三種不同類型設備在視頻監控系統主要參數的對比。

表1 存儲設備參數對比

通過對比后發現，NVR 和CVR 對于視頻服務網絡資源的需求較大，有臺設備就需要個IP 地址資源，并且NVR 和CVR 存儲容量有上限，需根據不同型號配置不同大小的硬盤，總體上容量不可擴展，在多點故障錄像不中斷、容量虛擬化整合、容量按需分配、容量動態調整、錄像負載均衡、錄像動態調整等方面NVR 和CVR 與視頻云存儲相比存在短板，綜合對比出來，NVR 存儲和CVR 存儲整體上區別不大，但NVR 存儲從硬件上支持與報警系統的聯動，CVR 存儲只能利用第三方平臺軟件配置錄像策略實現與報警系統聯動錄像，NVR 存儲在應用場景上更加豐富；視頻云存儲對比NVR 存儲、CVR 存儲在存儲容量上限、存儲容量可隨時擴展等方面優勢較大，但因云存儲由管理節點、運維節點、存儲節點、云存儲專業配套的交換機以及云存儲管理與運維軟件構成，建設成本較高，系統需要專業人員進行運維，因此NVR 存儲更加適合現有安防領域使用場景。

2 視頻監控系統管理存在問題

視頻監控系統設備龐雜，運維手段單一。現有視頻監控系統的運維主要依賴人工按時按期進行系統測試，視頻系統涉及網絡、硬件等多個方面，設備類型繁多、覆蓋點位多，耗時耗力，每次巡檢難以做到對所有設備全覆蓋，無法保證所有設備的有效性。

視頻監控系統運維人員專業化程度低。現有視頻監控系統涉及硬件設備維護、網絡和軟件調試，需掌握多方面技能，實際運維過程中，需對網絡中斷、設備故障等應急事件進行處置，對運維人員專業素養提出更高要求。 精細化管理程度低。因人為因素造成未能及時發現問題、處置不及時等影響視頻監控系統正常運行，未能發揮視頻監控系統有效性，存在“重使用，輕維護”，無法做到視頻監控系統使用與管理并重的良性循環。

3 視頻監控系統精細化管理研究

視頻監控系統如圖1所示，主要由前端設備（攝像機、拾音器、IP 對講）、傳輸（交換）設備、終端設備（視頻存儲設備、解碼設備等）組成。在過“緊日子”條件下，提升視頻存儲效能，成為視頻監控系統管理中的關鍵點。

圖1 視頻監控系統拓撲圖

3.1 視頻監控系統硬件維護主要做法

做好供配電、空調等基礎設施維護。視頻監控系統核心設備放置在機房中，設備正常工作的前提和基礎是基礎設施的正常運行，機房中供配電系統要有市電雙回路供電和不間斷電源系統支持，核心設備要配置冗余電源模塊，空調需要保障機房有合適的溫度。因此對電源、空調等基礎設施需按時進行現場巡檢，或借助機房環境和設備監控系統進行實時監測，定期對不間斷電源系統進行充放電和電池健康檢測，確保基礎設施運行正常。

做好關鍵核心設備備份。對可靠性要求較高的視頻監控系統，針對視頻監控系統設備多，類型廣的特點，根據設備重要性，劃分為核心設備和一般設備，對核心設備要有硬件備份，例如對流媒體轉發服務器要制定雙機備份與恢復策略，核心交換機要利用鏈路聚合、冗余、堆疊、熱備份等功能提升網絡可靠性；對一般設備要做好與維保公司的溝通和協調，確保設備損壞時能及時響應。

定期巡檢對攝像機等前端設備進行除塵。攝像機在安裝后使用一段時間，部分部位會有蜘蛛網，空氣中的浮塵會落到蜘蛛網上，蜘蛛網在鏡頭前飄動，攝像機會移動偵測錄像，造成無效錄像和資源浪費。安防系統管理員巡檢時通過查看各個攝像機鏡頭圖像，發現蜘蛛網及時清理。

分級分類對視頻監控設備進行巡檢。視頻監控系統巡檢關鍵點如表2所示，一方面應整合后端存儲設備自帶的部分檢測功能，如前端設備是否在線，硬盤是否正常等功能；另一方面需要新增對錄像存儲模式的檢查，通過讀取錄像機通道配置參數，檢查每個通道錄像模式是否配置正確，通過可視化方式對每臺錄像機錄像存儲時間進行呈現，減少逐臺錄像機檢查耗時。

表2 視頻監控系統巡檢關鍵點

3.2 視頻監控系統日常管理主要做法

合理設置視頻編碼標準。對H.265 視頻編碼支持已經成為硬盤錄像機標配，對硬盤錄像機設置逐一排查，將編碼格式由H.264 更改為H.265，如圖2所示。更改后H.265 較H.264更為先進，可以提高碼流、編碼質量、算法更優、占用存儲空間減少一半以上。

圖2 設置通道視頻編碼為H.265

結合實際設置移動偵測防護區域。部分依據錄像策略進行錄像存儲的封閉式區域內攝像機可以拍攝到鐘表的擺動，秒針走動時攝像機移動偵測就會錄像；部分門禁設備補光燈異常閃爍也會造成無效錄像，增加存儲空間。因此發現此類情況后及時調整攝像機移動偵測防護區域，如圖3所示，可減少錄像機無效錄像。

圖3 啟動移動偵測并繪制防護區域

制定科學的視頻監控存儲策略。安防系統一般由視頻監控系統、報警系統、門禁系統等共同組成，視頻監控系統可與報警系統、門禁系統等聯系在一起，對于封閉式區域錄像策略，一方面可與報警系統的撤布防聯動視頻錄像策略，撤防實時錄像，布防移動偵測；另一方面，通過門磁開關信號捕捉門的開關狀態，當門打開時，自動將錄像模式轉換為實時錄像，當門關閉時，錄像模式轉變為移動偵測，可以有效減少無效的實時錄像時間。

按照不同區域、不同存儲時間要求，分類梳理攝像機。按照不同區域對錄像存儲時間的不同要求，按照不同視頻通道存儲期限不同，分別放在不同錄像存儲設備保存，做到分區、分級、分類保存，合理利用存儲設備空間。

定期分類檢查視頻存儲。針對視頻存儲空間尚未用完的設備，通過檢查硬盤剩余存儲空間計算每天的硬盤空間使用量，發現硬盤空間使用量異常，立即對所有監控視頻進行全面檢查，針對視頻存儲空間已經用完處于循環覆蓋的存儲模式的設備，通過抽查重要區域視頻存儲周期來判斷視頻存儲是否處于正常狀態，發現存儲周期異常時立即對所有監控視頻進行檢查。

3.3 取得成效

提升了視頻監控系統可靠性。通過加大硬件設施的維護力度、采用對核心設備進行備份等手段，減少因基礎設施故障、核心硬件設備損壞等外部因素造成視頻中斷等情況，提升視頻監控系統有效性和可靠性。

降低了視頻監控設備的投入成本。通過精細化管理視頻監控系統，深入挖掘現有硬件設施功能，排除外部因素造成異常錄像等情況，在過“緊日子”情況下，大大節約了視頻監控設備的采購成本。

無效視頻占比大幅減少，錄像資料調閱工作效率進一步提高。錄像策略更加精準后，有效錄像更精確，無效錄像減少，節省了硬盤空間可節約50%以上。報警系統與視頻聯動，提高了查找視頻工作效率，節省了時間和人力成本。

4 結論

本文通過選取常用視頻存儲設備參數進行對比研究，提出大容量NVR 更適合作為中國人民銀行發行庫安防系統中視頻監控系統存儲設備，符合中國人民銀行發行庫安全管理對視頻存儲設備穩定性和可靠性要求；其次本文通過對視頻監控系統從前端設備、傳輸設備及終端設備每個部分在精細化管理中的關鍵點進行分析研究，從前端設備日常巡檢維護、傳輸設備硬件的備份與恢復、視頻監控系統通過與報警、門禁系統聯動，進一步壓縮視頻存儲空間等方面進行實踐。實踐結果表明，通過本文提出的精細化管理手段，在基礎條件不變的情況下，視頻監控系統故障率較之前下降30%，視頻存儲空間可節約50%左右，節支增效成果顯著。