《電子技術(shù)應(yīng)用》
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世博會中國國家館視頻監(jiān)控錄像存儲技術(shù)淺析
天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司
摘要: 上海世博會中國國家館建筑外觀以“東方之冠”的構(gòu)思主題,表達(dá)中國文化的精神與氣質(zhì)。國家館居中升起、層疊出挑,成為凝聚中國元素、象征中國精神的雕塑感造型主體——東方之冠;地區(qū)展館水平展開,以舒展的平臺基座的形態(tài)映襯國家館,成為開放、柔性、親民、層次豐富的城市廣場;二者互為對仗、互相補(bǔ)充,共同組成表達(dá)盛世大國主題的統(tǒng)一整體。國家館、地區(qū)館功能上下分區(qū)、造型主從配合,空間以南北向主軸統(tǒng)領(lǐng),形成壯觀的城市空間序列,形成獨一無二的標(biāo)志性建筑群體。綜合國家館的結(jié)構(gòu)和獨特的造型,視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建立可以有效保障場館日常運行,其系統(tǒng)建設(shè)也是很具有挑戰(zhàn)性的。
Abstract:
Key words :

  世博會中國國家館簡介

  上海世博會中國國家館建筑外觀以“東方之冠”的構(gòu)思主題,表達(dá)中國文化的精神與氣質(zhì)。國家館居中升起、層疊出挑,成為凝聚中國元素、象征中國精神的雕塑感造型主體——東方之冠;地區(qū)展館水平展開,以舒展的平臺基座的形態(tài)映襯國家館,成為開放、柔性、親民、層次豐富的城市廣場;二者互為對仗、互相補(bǔ)充,共同組成表達(dá)盛世大國主題的統(tǒng)一整體。國家館、地區(qū)館功能上下分區(qū)、造型主從配合,空間以南北向主軸統(tǒng)領(lǐng),形成壯觀的城市空間序列,形成獨一無二的標(biāo)志性建筑群體。綜合國家館的結(jié)構(gòu)和獨特的造型,視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建立可以有效保障場館日常運行,其系統(tǒng)建設(shè)也是很具有挑戰(zhàn)性的。

  世博會中國國家館視頻監(jiān)控系統(tǒng)特色

  為了滿足世博場館安全和科學(xué)系統(tǒng)化管理的需要,對隨時發(fā)生的事件進(jìn)行全面、及時地了解和追蹤,對意外情況能迅速做出正確判斷和反應(yīng),并給出正確、快速的指揮和處理,整個場館的監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備采用的攝像機(jī)數(shù)量超過300路高清,視頻錄像文件的存儲保存方式采取硬盤錄像機(jī)外掛IPSAN的方式,存儲時間大約要在兩周以上,總存儲容量需求在100TB左右,其結(jié)構(gòu)具體見“圖1錄像存儲結(jié)構(gòu)圖”。

  這套視頻監(jiān)控存儲設(shè)備通過IP網(wǎng)絡(luò)向所有的視頻編碼設(shè)備,包括視頻服務(wù)器(NVS)、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)提供視頻監(jiān)控錄像存儲空間。其它服務(wù)器或監(jiān)控設(shè)備可以直接從磁盤陣列中讀取視頻監(jiān)控錄像,或者通過視頻編碼設(shè)備讀取視頻監(jiān)控錄像。

  方案優(yōu)點

 ?。?)充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,靈活部署存儲設(shè)備,授權(quán)用戶限制保護(hù)訪問存儲的視頻數(shù)據(jù),有利于外防內(nèi)控。

 ?。?)數(shù)據(jù)靈活調(diào)用,對視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用平臺能夠做到無縫支持,有利于監(jiān)控系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。

 ?。?)網(wǎng)絡(luò)存儲解決方案,簡單易用、價格經(jīng)濟(jì),擁有完善獨立的配置向?qū)Ы缑?,簡單輕松完成系統(tǒng)配置。對于那些數(shù)據(jù)增長迅速的監(jiān)控存儲環(huán)境,還有助于降低成本和復(fù)雜性。

 ?。?)大容量、低成本,一套存儲系統(tǒng)可以保存300路、長達(dá)30天的錄像視頻。無論存儲性能、容量,還是可靠性和可用性,都可以很好地滿足關(guān)鍵區(qū)域的視頻監(jiān)控存儲需求。

  (5)兼容各種視頻編碼設(shè)備,支持多數(shù)主流視頻監(jiān)控設(shè)備廠商的視頻編碼設(shè)備,包括NVS、DVR和PC-DVR。

 ?。?)專業(yè)可靠的存儲設(shè)備,并針對視頻監(jiān)控存儲的特點在IO、管理等多方面進(jìn)行了優(yōu)化。支持Raid 0/1/5/6/10/50等多種Raid級別設(shè)置,支持網(wǎng)絡(luò)冗余,支持電源、風(fēng)扇等硬件冗余,支持網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)和系統(tǒng)映像備份等多種增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性和可靠性的技術(shù)手段,并對病毒的侵犯具有出色的防御能力。

 

 

 

  視頻監(jiān)控錄像數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

  安防產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步,“平安城市”、“3111工程”、“全球眼”等重大項目的開展;視頻監(jiān)控在交通、食品、海關(guān)、能源、金融、國防等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,市場前景相當(dāng)看好。而存儲系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化視頻中的一個重要組成部分,在實際的應(yīng)用中卻經(jīng)常會出現(xiàn)掉盤、卷鎖死等諸多問題,嚴(yán)重影響了監(jiān)控系統(tǒng)整體的正常使用,所以視頻數(shù)據(jù)專用存儲已經(jīng)成為市場上最關(guān)注的安防產(chǎn)品之一。目前的數(shù)字視頻領(lǐng)域中,最常用的無非是硬盤、DAS、NAS、SAN這四種存儲方式,它們均有各自的短板。

  硬盤

  DVR、DVS后掛硬盤或是服務(wù)器后面直接連接擴(kuò)展柜的方式,都是采用硬盤進(jìn)行存儲的方式。應(yīng)該說使用硬盤進(jìn)行的存儲,并不能算作嚴(yán)格意義上的存儲系統(tǒng)。其原因包含以下幾點:

  首先,硬盤一般不具備RAID系統(tǒng),對于硬盤上的數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行冗余保護(hù),即使有也是通過主機(jī)端的RAID卡或者軟RAID實現(xiàn),嚴(yán)重地影響整體性能。

  其次,其擴(kuò)展能力極為有限,無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中存儲。

  再有,硬盤后期維護(hù)成本較高,特別是在DVS后掛硬盤的方式,其維護(hù)成本往往在一年之內(nèi)就超過了購置成本。應(yīng)該說硬盤存儲方式不適合大型數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用,特別是需要長時間錄像的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。一般這種方式都是與其它存儲方式并存于同一系統(tǒng)中,作為其他存儲方式的緩沖或應(yīng)急替代。

  DAS直聯(lián)存儲

  DAS(Direct Attached Storage),全稱為直接連接附加存儲,采用DAS的方式可以很簡單地實現(xiàn)平臺的容量擴(kuò)容,同時對數(shù)據(jù)可以提供多種RAID級別的保護(hù)。

  采用DAS方式,在視頻存儲單元上部署相關(guān)的HBA卡,用于跟后端的存儲設(shè)備建立數(shù)據(jù)通道。前端的視頻存儲單元可以是DVR,也可以是視頻存儲服務(wù)器。其通道可以采用光纖、IP網(wǎng)線、SAS線纜甚至于USB。采用DAS方式并不能同時支持很多視頻存儲服務(wù)單元同時接入,而且其擴(kuò)容能力嚴(yán)重依賴所選擇的存儲設(shè)備自身的擴(kuò)容能力。所以在大型數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,應(yīng)用DAS存儲方式將造成系統(tǒng)維護(hù)的難度系數(shù)大大提升。正是由于DAS存儲的這些特點,所以這種存儲方式一般應(yīng)用于針對DVR的擴(kuò)容或者小型數(shù)字視頻監(jiān)控項目中。

  NAS網(wǎng)絡(luò)附加存儲

  NAS(Network Attached Storage),全稱為網(wǎng)絡(luò)附加存儲,是一種專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)文件存儲及文件備份設(shè)備,同時NAS對數(shù)據(jù)可以提供多種RAID級別的保護(hù)。NAS設(shè)備和多臺視頻存儲服務(wù)單元均通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,按照TCP/IP衆(zhòng)-議進(jìn)行通信,以文件的I/O(輸入/輸出)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。一個NAS單元包括核心處理器,文件服務(wù)管理工具,一個或者多個的硬盤驅(qū)動器用于數(shù)據(jù)的存儲。

  采用NAS方式可以同時支持多個主機(jī)端同時進(jìn)行讀寫,具備非常優(yōu)秀的共享性能和擴(kuò)展能力;同時NAS可以應(yīng)用在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,部署也非常靈活。

  但由于NAS采用CIF/NFS協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的文件級傳輸,所以網(wǎng)絡(luò)開銷非常大,特別是在寫入數(shù)據(jù)時帶寬的利用率一般只有20%。所以,目前NAS一般應(yīng)用于小型的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)或者只是用于部分?jǐn)?shù)據(jù)的共享存儲。

  SAN存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)

  SAN(Storage Area Network),全稱為存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò),通過交換機(jī)等連接設(shè)備將磁盤陣列與相關(guān)服務(wù)器連接起來的高速專用子網(wǎng)。同時,SAN對數(shù)據(jù)可以提供多種RAID級別的保護(hù),并提供了一個專用的、高可靠性的存儲網(wǎng)絡(luò)。允許獨立地增加它們的存儲容量,也使得管理及集中控制更加簡化。正是由于這些特點,SAN架構(gòu)特別適合于大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲應(yīng)用,可以應(yīng)對上千、上萬個前端監(jiān)控點的存儲。目前SAN主要分為FC-SAN(光纖存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò))和IP-SAN(以太網(wǎng)存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò))。它們之間的區(qū)別是連接線路以及使用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的不同。雖然FC-SAN由于采用專用衆(zhòng)-議可以保證傳輸時更加穩(wěn)定、高效,但其部署方式、構(gòu)建成本均較之IP-SAN高出很多,所以目前在大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中更多采用的是IP-SAN架構(gòu)。

  世博國家場館采取的是給予IP網(wǎng)絡(luò)的SAN存儲架構(gòu),全面兼容前端網(wǎng)絡(luò)數(shù)字產(chǎn)品的直接視頻錄入。針對視頻監(jiān)控這個特殊的行業(yè)模式,在系統(tǒng)平臺層面上進(jìn)行優(yōu)化,前端數(shù)字編碼設(shè)備將數(shù)字化后的視頻數(shù)據(jù)直接寫入IP-SAN設(shè)備中。充分利用系統(tǒng)架構(gòu),有效減少設(shè)備數(shù)量,降低整體系統(tǒng)的管理難度、維護(hù)強(qiáng)度,以及能源消耗。

  結(jié)束語

  國內(nèi)外的安防監(jiān)控系統(tǒng)在經(jīng)歷了“美國9·11”之后得到了大幅度發(fā)展,各個安防企業(yè)在不斷地創(chuàng)新技術(shù)、開發(fā)產(chǎn)品,通過奧運會、世博會等實際監(jiān)控需求的考驗,在未來的場館安保監(jiān)控系統(tǒng)將會融合更多先進(jìn)的技術(shù),使人員的安全保障不斷強(qiáng)化,為社會和諧做出重要的保障。

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