地鐵高清視頻存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)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(chǔ)技術(shù)。通過(guò)對(duì)HD-NVR、存儲(chǔ)管理服務(wù)器+IPSAN、流存儲(chǔ)技術(shù)和云存儲(chǔ)技術(shù)的介紹和比較，闡述適合目前地鐵建設(shè)的可靠視頻存儲(chǔ)技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】 視頻監(jiān)控 存儲(chǔ)技術(shù) 流存儲(chǔ) 云存儲(chǔ)

引言

地鐵在近年來(lái)得到了很多大中型城市的青睞，全國(guó)各地都在進(jìn)行地鐵建設(shè)，因此出現(xiàn)了如何應(yīng)對(duì)人流量比較大，安全隱患比較多，突發(fā)事件集中，列車(chē)調(diào)度復(fù)雜等一系列問(wèn)題。視頻監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)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(duì)圖像的質(zhì)量要求越來(lái)越高，監(jiān)控系統(tǒng)需要更高的傳輸帶寬負(fù)荷、更大的存儲(chǔ)容量，更高的可靠性，系統(tǒng)中的存儲(chǔ)技術(shù)變的越來(lái)越重要，選擇一套適合的存儲(chǔ)技術(shù)對(duì)于保證整個(gè)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(chǔ)技術(shù)概述

隨著高清化趨勢(shì)愈演愈烈，項(xiàng)目規(guī)模越來(lái)越大，存儲(chǔ)時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)容量的要求、對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備穩(wěn)定性的要求、對(duì)系統(tǒng)可擴(kuò)展性的要求、對(duì)磁盤(pán)性能的要求以及對(duì)數(shù)據(jù)安全性的要求越來(lái)越高，高清監(jiān)控帶給存儲(chǔ)系統(tǒng)巨大的挑戰(zhàn)和壓力。存儲(chǔ)技術(shù)的難題在于如何應(yīng)用一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)管理軟件，統(tǒng)一相關(guān)設(shè)備的編碼方式，以及對(duì)寬帶傳輸、數(shù)據(jù)處理能力和存儲(chǔ)緩存等各方面的優(yōu)化處理。因此，高清視頻存儲(chǔ)方案如何選擇成為監(jiān)控系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)。

二、地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)

2.1高清NVR存儲(chǔ)

在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，NVR是模擬錄像機(jī)和硬盤(pán)錄像機(jī)的理想升級(jí)換代產(chǎn)品，是在原來(lái)DVR基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的免除窗口操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)配合的單機(jī)獨(dú)立操作設(shè)備。HDNVR采取高度集成化的芯片技術(shù)，擁有先進(jìn)的數(shù)字化錄像、存儲(chǔ)和重放功能，不需要更換和存儲(chǔ)錄像帶，無(wú)需計(jì)算機(jī)配合和日常維護(hù)，因此簡(jiǎn)單易用，且能實(shí)現(xiàn)高分辨率、高質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高清化和網(wǎng)絡(luò)化。HD-NVR可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)接入、管理、實(shí)時(shí)高清顯示、高清錄像存儲(chǔ)、檢索回放等功能，適用于中小高清監(jiān)控項(xiàng)目和分布式存儲(chǔ)模式。

2.2存儲(chǔ)管理服務(wù)器+IP-SAN存儲(chǔ)

集中式存儲(chǔ)管理模式通過(guò)存儲(chǔ)管理服務(wù)器連接前端編解碼器，服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間可通過(guò)SAS、iSCSI、NAS、FC協(xié)議下載數(shù)據(jù)存放到存儲(chǔ)設(shè)備上。集中式存儲(chǔ)管理模式，存儲(chǔ)空間利用率高，易于擴(kuò)容；且由于采用了RAID技術(shù)，存儲(chǔ)的可靠性高，單一硬盤(pán)損壞不會(huì)造成視頻丟失。目前主要有存儲(chǔ)管理服務(wù)器+IP-SAN和存儲(chǔ)管理服務(wù)器+FC-SAN兩種集中式存儲(chǔ)管理模式，從實(shí)際的部署和效果來(lái)講，F(xiàn)CSAN存儲(chǔ)管理由于強(qiáng)大的性能和數(shù)據(jù)處理能力，其穩(wěn)定性高，在節(jié)點(diǎn)較多的監(jiān)控環(huán)境里較為合適，但費(fèi)用也比較高，而IP-SAN存儲(chǔ)管理比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有易于擴(kuò)展、尋址靈活、可遠(yuǎn)距離傳輸、利用率高等特點(diǎn)，且有著強(qiáng)大的生命力，當(dāng)系統(tǒng)中某一處出現(xiàn)故障，不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)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(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，是目前地鐵視頻監(jiān)控中應(yīng)用最廣的存儲(chǔ)技術(shù)，受到業(yè)內(nèi)的青睞。

2.3流存儲(chǔ)

IP-SAN存儲(chǔ)以其高性?xún)r(jià)比、兼容性等方面優(yōu)勢(shì)在監(jiān)控系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，但隨著項(xiàng)目規(guī)模的擴(kuò)大、高清前端的使用，視頻服務(wù)器易成為整個(gè)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(xiě)入時(shí)易形成處理瓶頸，視頻服務(wù)器在監(jiān)控系統(tǒng)中易形成單點(diǎn)故障，負(fù)責(zé)寫(xiě)入/讀取的服務(wù)器一旦失效，將中斷整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)業(yè)務(wù)。流存儲(chǔ)是一種通過(guò)流媒體協(xié)議從編解碼器直接獲取錄像文件，省去存儲(chǔ)服務(wù)器成本，避免服務(wù)器形成單點(diǎn)故障和性能瓶頸；流存儲(chǔ)具備獨(dú)特的快速索引方式，最大限度精簡(jiǎn)檢索深度，精確定位，提高檢索效率；在流存儲(chǔ)應(yīng)用模式下，該存儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)視頻流協(xié)議和策略負(fù)責(zé)從前端編碼設(shè)備直接取流，支持客戶(hù)端、平臺(tái)直接接入，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的直接下載、檢索、瀏覽和回放等。此外，還具備存儲(chǔ)系統(tǒng)功能，包括RAID管理、配置、報(bào)警等功能。流存儲(chǔ)技術(shù)是一種專(zhuān)用存儲(chǔ)系統(tǒng)，從底層徹底解決監(jiān)控存儲(chǔ)特有的存儲(chǔ)問(wèn)題，是視頻監(jiān)控技術(shù)和存儲(chǔ)技術(shù)的完美結(jié)合。

2.4云存儲(chǔ)

云存儲(chǔ)是指通過(guò)集群應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類(lèi)型的存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)應(yīng)用軟件集合起來(lái)協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪(fǎng)問(wèn)功能的一個(gè)系統(tǒng)，是一個(gè)以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理為核心的云計(jì)算系統(tǒng)，就是將儲(chǔ)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(shí)間、任何地方，透過(guò)任何可連網(wǎng)的裝置連接到云上方便地存取數(shù)據(jù)。在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)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(wù)的延續(xù)性，提供更高的存儲(chǔ)性能。

典型的視頻監(jiān)控云存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)：物理存儲(chǔ)層、存儲(chǔ)協(xié)議層、云存儲(chǔ)文件系統(tǒng)層、云存儲(chǔ)管理層、云存儲(chǔ)接口層以及應(yīng)用層。云存儲(chǔ)方案的優(yōu)勢(shì)在于易擴(kuò)展性、高可靠性、高性能、可管理性；缺點(diǎn)在于前期建設(shè)投入大。

三、地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)比較

上述存儲(chǔ)技術(shù)比較如下：

監(jiān)控存儲(chǔ)給服務(wù)器和本地存儲(chǔ)帶來(lái)了不少的壓力，在實(shí)施過(guò)程中，針對(duì)大數(shù)據(jù)流量，所需要的大容量存儲(chǔ)硬盤(pán)及帶寬成本相當(dāng)大，如何在成本及效果方面做到平衡，如何滿(mǎn)足具體需求將是最直接的問(wèn)題，通過(guò)上表的比較可知目前地鐵監(jiān)控視頻存儲(chǔ)技術(shù)方案選擇IP-SAN技術(shù)最多，其性?xún)r(jià)比最高；但是隨著地鐵視頻監(jiān)控需求越來(lái)越多，云存儲(chǔ)技術(shù)將在攝像終端達(dá)到一定規(guī)模以后，憑借其單位成本優(yōu)勢(shì)獲得更多地鐵客戶(hù)的青睞。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著高清技術(shù)的不斷發(fā)展，根據(jù)不同規(guī)模和不同結(jié)構(gòu)的高清監(jiān)控系統(tǒng)，采用不同的存儲(chǔ)方案，針對(duì)中小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，HD-NVR網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)方案將受到更多青睞；而針對(duì)監(jiān)控點(diǎn)相對(duì)集中，且規(guī)模較大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可設(shè)計(jì)采用集中式管理存儲(chǔ)模式或云存儲(chǔ)模式，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)資源由存儲(chǔ)管理服務(wù)器統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度和分配。目前，高清存儲(chǔ)技術(shù)受到業(yè)內(nèi)各界的研究和推進(jìn)，監(jiān)控領(lǐng)域的存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展日新月異，未來(lái)將會(huì)有更具高效的、更簡(jiǎn)潔的、更實(shí)用的高清存儲(chǔ)方案，將進(jìn)一步進(jìn)行關(guān)注。

參 考 文 獻(xiàn)

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