視頻監(jiān)控系統(tǒng)精細(xì)化管理研究

柴偉

（中國(guó)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(jiān)控系統(tǒng)隨著科技賦能，網(wǎng)絡(luò)化、可擴(kuò)展成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富，中國(guó)人民銀行各級(jí)發(fā)行庫(kù)安防系統(tǒng)依據(jù)《中國(guó)人民銀行人民幣發(fā)行庫(kù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》建設(shè)，但隨著近年來對(duì)發(fā)行庫(kù)安全管理要求的變化，對(duì)中國(guó)人民銀行各級(jí)行發(fā)行庫(kù)安防系統(tǒng)中視頻監(jiān)控系統(tǒng)錄像存儲(chǔ)時(shí)間、視頻存儲(chǔ)設(shè)備可靠性等提出更高要求，根據(jù)中國(guó)人民銀行對(duì)發(fā)行庫(kù)安防系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性、魯棒性要求的特點(diǎn)，在過“緊日子”背景下，有針對(duì)性地建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)并利用精細(xì)化管理手段，降低建設(shè)成本，最大程度發(fā)揮視頻監(jiān)控系統(tǒng)作用，進(jìn)一步提升安防系統(tǒng)效能。

1 視頻存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)比研究

視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)經(jīng)歷了DVR 存儲(chǔ)、NVR 存儲(chǔ)、存儲(chǔ)服務(wù)器+IPSAN 存儲(chǔ)、視頻流直寫存儲(chǔ)（CVR 存儲(chǔ)）及視頻云存儲(chǔ)等階段的發(fā)展，隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化、高清化使得大容量NVR 存儲(chǔ)、CVR 存儲(chǔ)及視頻云存儲(chǔ)成為當(dāng)前主流的存儲(chǔ)設(shè)備。

CVR 存儲(chǔ)設(shè)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(shù)，并直接通過錄像軟件將視頻數(shù)據(jù)寫入配置的存儲(chǔ)硬盤中。CVR 存儲(chǔ)不需要通過存儲(chǔ)服務(wù)器讀寫視頻數(shù)據(jù)，可直接在CVR 存儲(chǔ)上配置相關(guān)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)就可接入視頻監(jiān)控系統(tǒng)。CVR 存儲(chǔ)設(shè)備可通過配置Raid 等功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)護(hù)膚功能。但每臺(tái)CVR 存儲(chǔ)設(shè)備上負(fù)載的數(shù)據(jù)讀寫壓力在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中就已經(jīng)設(shè)定，更改業(yè)務(wù)需要維護(hù)人員手動(dòng)調(diào)整，耗時(shí)費(fèi)力且容易出錯(cuò)，導(dǎo)致部分設(shè)備負(fù)載過高，部分設(shè)備整體利用較低。

視頻云存儲(chǔ)是基于云架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用分布式、集群等技術(shù)開發(fā)，主要分為存儲(chǔ)系統(tǒng)和視頻管理平臺(tái)。存儲(chǔ)系統(tǒng)分為存儲(chǔ)管理節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，均可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)存儲(chǔ)空間的要求隨時(shí)對(duì)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展。視頻管理平臺(tái)根據(jù)業(yè)務(wù)需求多系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，通過平臺(tái)為各前端攝像機(jī)及存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)下發(fā)錄像計(jì)劃，如：移動(dòng)偵測(cè)錄像、定時(shí)錄像、與報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)錄像等。視頻云存儲(chǔ)系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)的業(yè)務(wù)負(fù)載情況及對(duì)視頻存儲(chǔ)周期的要求分配具體的存儲(chǔ)空間，由前端攝像機(jī)直接讀取視頻數(shù)據(jù)流，推送至已分配的存儲(chǔ)設(shè)備上。視頻云存儲(chǔ)采用全系統(tǒng)集群工作模式，系統(tǒng)可自動(dòng)保證每個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)間視頻流數(shù)據(jù)負(fù)載均衡，不需要人為對(duì)負(fù)載情況進(jìn)行調(diào)整，保障每臺(tái)設(shè)備處理效率及利用率達(dá)到最高值，使整個(gè)視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)更加符合實(shí)際業(yè)務(wù)需求。

表1 為三種不同類型設(shè)備在視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要參數(shù)的對(duì)比。

表1 存儲(chǔ)設(shè)備參數(shù)對(duì)比

通過對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，NVR 和CVR 對(duì)于視頻服務(wù)網(wǎng)絡(luò)資源的需求較大，有臺(tái)設(shè)備就需要個(gè)IP 地址資源，并且NVR 和CVR 存儲(chǔ)容量有上限，需根據(jù)不同型號(hào)配置不同大小的硬盤，總體上容量不可擴(kuò)展，在多點(diǎn)故障錄像不中斷、容量虛擬化整合、容量按需分配、容量動(dòng)態(tài)調(diào)整、錄像負(fù)載均衡、錄像動(dòng)態(tài)調(diào)整等方面NVR 和CVR 與視頻云存儲(chǔ)相比存在短板，綜合對(duì)比出來，NVR 存儲(chǔ)和CVR 存儲(chǔ)整體上區(qū)別不大，但NVR 存儲(chǔ)從硬件上支持與報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，CVR 存儲(chǔ)只能利用第三方平臺(tái)軟件配置錄像策略實(shí)現(xiàn)與報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)錄像，NVR 存儲(chǔ)在應(yīng)用場(chǎng)景上更加豐富；視頻云存儲(chǔ)對(duì)比NVR 存儲(chǔ)、CVR 存儲(chǔ)在存儲(chǔ)容量上限、存儲(chǔ)容量可隨時(shí)擴(kuò)展等方面優(yōu)勢(shì)較大，但因云存儲(chǔ)由管理節(jié)點(diǎn)、運(yùn)維節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、云存儲(chǔ)專業(yè)配套的交換機(jī)以及云存儲(chǔ)管理與運(yùn)維軟件構(gòu)成，建設(shè)成本較高，系統(tǒng)需要專業(yè)人員進(jìn)行運(yùn)維，因此NVR 存儲(chǔ)更加適合現(xiàn)有安防領(lǐng)域使用場(chǎng)景。

2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理存在問題

視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備龐雜，運(yùn)維手段單一?，F(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)維主要依賴人工按時(shí)按期進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，視頻系統(tǒng)涉及網(wǎng)絡(luò)、硬件等多個(gè)方面，設(shè)備類型繁多、覆蓋點(diǎn)位多，耗時(shí)耗力，每次巡檢難以做到對(duì)所有設(shè)備全覆蓋，無(wú)法保證所有設(shè)備的有效性。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維人員專業(yè)化程度低?，F(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)涉及硬件設(shè)備維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)和軟件調(diào)試，需掌握多方面技能，實(shí)際運(yùn)維過程中，需對(duì)網(wǎng)絡(luò)中斷、設(shè)備故障等應(yīng)急事件進(jìn)行處置，對(duì)運(yùn)維人員專業(yè)素養(yǎng)提出更高要求。 精細(xì)化管理程度低。因人為因素造成未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、處置不及時(shí)等影響視頻監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行，未能發(fā)揮視頻監(jiān)控系統(tǒng)有效性，存在“重使用，輕維護(hù)”，無(wú)法做到視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用與管理并重的良性循環(huán)。

3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)精細(xì)化管理研究

視頻監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示，主要由前端設(shè)備（攝像機(jī)、拾音器、IP 對(duì)講）、傳輸（交換）設(shè)備、終端設(shè)備（視頻存儲(chǔ)設(shè)備、解碼設(shè)備等）組成。在過“緊日子”條件下，提升視頻存儲(chǔ)效能，成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理中的關(guān)鍵點(diǎn)。

圖1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D

3.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件維護(hù)主要做法

做好供配電、空調(diào)等基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)核心設(shè)備放置在機(jī)房中，設(shè)備正常工作的前提和基礎(chǔ)是基礎(chǔ)設(shè)施的正常運(yùn)行，機(jī)房中供配電系統(tǒng)要有市電雙回路供電和不間斷電源系統(tǒng)支持，核心設(shè)備要配置冗余電源模塊，空調(diào)需要保障機(jī)房有合適的溫度。因此對(duì)電源、空調(diào)等基礎(chǔ)設(shè)施需按時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡檢，或借助機(jī)房環(huán)境和設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，定期對(duì)不間斷電源系統(tǒng)進(jìn)行充放電和電池健康檢測(cè)，確保基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行正常。

做好關(guān)鍵核心設(shè)備備份。對(duì)可靠性要求較高的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，針對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備多，類型廣的特點(diǎn)，根據(jù)設(shè)備重要性，劃分為核心設(shè)備和一般設(shè)備，對(duì)核心設(shè)備要有硬件備份，例如對(duì)流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器要制定雙機(jī)備份與恢復(fù)策略，核心交換機(jī)要利用鏈路聚合、冗余、堆疊、熱備份等功能提升網(wǎng)絡(luò)可靠性；對(duì)一般設(shè)備要做好與維保公司的溝通和協(xié)調(diào)，確保設(shè)備損壞時(shí)能及時(shí)響應(yīng)。

定期巡檢對(duì)攝像機(jī)等前端設(shè)備進(jìn)行除塵。攝像機(jī)在安裝后使用一段時(shí)間，部分部位會(huì)有蜘蛛網(wǎng)，空氣中的浮塵會(huì)落到蜘蛛網(wǎng)上，蜘蛛網(wǎng)在鏡頭前飄動(dòng)，攝像機(jī)會(huì)移動(dòng)偵測(cè)錄像，造成無(wú)效錄像和資源浪費(fèi)。安防系統(tǒng)管理員巡檢時(shí)通過查看各個(gè)攝像機(jī)鏡頭圖像，發(fā)現(xiàn)蜘蛛網(wǎng)及時(shí)清理。

分級(jí)分類對(duì)視頻監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行巡檢。視頻監(jiān)控系統(tǒng)巡檢關(guān)鍵點(diǎn)如表2所示，一方面應(yīng)整合后端存儲(chǔ)設(shè)備自帶的部分檢測(cè)功能，如前端設(shè)備是否在線，硬盤是否正常等功能；另一方面需要新增對(duì)錄像存儲(chǔ)模式的檢查，通過讀取錄像機(jī)通道配置參數(shù)，檢查每個(gè)通道錄像模式是否配置正確，通過可視化方式對(duì)每臺(tái)錄像機(jī)錄像存儲(chǔ)時(shí)間進(jìn)行呈現(xiàn)，減少逐臺(tái)錄像機(jī)檢查耗時(shí)。

表2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)巡檢關(guān)鍵點(diǎn)

3.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)日常管理主要做法

合理設(shè)置視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)H.265 視頻編碼支持已經(jīng)成為硬盤錄像機(jī)標(biāo)配，對(duì)硬盤錄像機(jī)設(shè)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(jìn)，可以提高碼流、編碼質(zhì)量、算法更優(yōu)、占用存儲(chǔ)空間減少一半以上。

圖2 設(shè)置通道視頻編碼為H.265

結(jié)合實(shí)際設(shè)置移動(dòng)偵測(cè)防護(hù)區(qū)域。部分依據(jù)錄像策略進(jìn)行錄像存儲(chǔ)的封閉式區(qū)域內(nèi)攝像機(jī)可以拍攝到鐘表的擺動(dòng)，秒針走動(dòng)時(shí)攝像機(jī)移動(dòng)偵測(cè)就會(huì)錄像；部分門禁設(shè)備補(bǔ)光燈異常閃爍也會(huì)造成無(wú)效錄像，增加存儲(chǔ)空間。因此發(fā)現(xiàn)此類情況后及時(shí)調(diào)整攝像機(jī)移動(dòng)偵測(cè)防護(hù)區(qū)域，如圖3所示，可減少錄像機(jī)無(wú)效錄像。

圖3 啟動(dòng)移動(dòng)偵測(cè)并繪制防護(hù)區(qū)域

制定科學(xué)的視頻監(jiān)控存儲(chǔ)策略。安防系統(tǒng)一般由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等共同組成，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可與報(bào)警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等聯(lián)系在一起，對(duì)于封閉式區(qū)域錄像策略，一方面可與報(bào)警系統(tǒng)的撤布防聯(lián)動(dòng)視頻錄像策略，撤防實(shí)時(shí)錄像，布防移動(dòng)偵測(cè)；另一方面，通過門磁開關(guān)信號(hào)捕捉門的開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)門打開時(shí)，自動(dòng)將錄像模式轉(zhuǎn)換為實(shí)時(shí)錄像，當(dāng)門關(guān)閉時(shí)，錄像模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿?dòng)偵測(cè)，可以有效減少無(wú)效的實(shí)時(shí)錄像時(shí)間。

按照不同區(qū)域、不同存儲(chǔ)時(shí)間要求，分類梳理攝像機(jī)。按照不同區(qū)域?qū)︿浵翊鎯?chǔ)時(shí)間的不同要求，按照不同視頻通道存儲(chǔ)期限不同，分別放在不同錄像存儲(chǔ)設(shè)備保存，做到分區(qū)、分級(jí)、分類保存，合理利用存儲(chǔ)設(shè)備空間。

定期分類檢查視頻存儲(chǔ)。針對(duì)視頻存儲(chǔ)空間尚未用完的設(shè)備，通過檢查硬盤剩余存儲(chǔ)空間計(jì)算每天的硬盤空間使用量，發(fā)現(xiàn)硬盤空間使用量異常，立即對(duì)所有監(jiān)控視頻進(jìn)行全面檢查，針對(duì)視頻存儲(chǔ)空間已經(jīng)用完處于循環(huán)覆蓋的存儲(chǔ)模式的設(shè)備，通過抽查重要區(qū)域視頻存儲(chǔ)周期來判斷視頻存儲(chǔ)是否處于正常狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)周期異常時(shí)立即對(duì)所有監(jiān)控視頻進(jìn)行檢查。

3.3 取得成效

提升了視頻監(jiān)控系統(tǒng)可靠性。通過加大硬件設(shè)施的維護(hù)力度、采用對(duì)核心設(shè)備進(jìn)行備份等手段，減少因基礎(chǔ)設(shè)施故障、核心硬件設(shè)備損壞等外部因素造成視頻中斷等情況，提升視頻監(jiān)控系統(tǒng)有效性和可靠性。

降低了視頻監(jiān)控設(shè)備的投入成本。通過精細(xì)化管理視頻監(jiān)控系統(tǒng)，深入挖掘現(xiàn)有硬件設(shè)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(jié)約了視頻監(jiān)控設(shè)備的采購(gòu)成本。

無(wú)效視頻占比大幅減少，錄像資料調(diào)閱工作效率進(jìn)一步提高。錄像策略更加精準(zhǔn)后，有效錄像更精確，無(wú)效錄像減少，節(jié)省了硬盤空間可節(jié)約50%以上。報(bào)警系統(tǒng)與視頻聯(lián)動(dòng)，提高了查找視頻工作效率，節(jié)省了時(shí)間和人力成本。

4 結(jié)論

本文通過選取常用視頻存儲(chǔ)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行對(duì)比研究，提出大容量NVR 更適合作為中國(guó)人民銀行發(fā)行庫(kù)安防系統(tǒng)中視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備，符合中國(guó)人民銀行發(fā)行庫(kù)安全管理對(duì)視頻存儲(chǔ)設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性要求；其次本文通過對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)從前端設(shè)備、傳輸設(shè)備及終端設(shè)備每個(gè)部分在精細(xì)化管理中的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析研究，從前端設(shè)備日常巡檢維護(hù)、傳輸設(shè)備硬件的備份與恢復(fù)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過與報(bào)警、門禁系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，進(jìn)一步壓縮視頻存儲(chǔ)空間等方面進(jìn)行實(shí)踐。實(shí)踐結(jié)果表明，通過本文提出的精細(xì)化管理手段，在基礎(chǔ)條件不變的情況下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)故障率較之前下降30%，視頻存儲(chǔ)空間可節(jié)約50%左右，節(jié)支增效成果顯著。