世博中國館視頻監(jiān)控錄像存儲技術

1、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”的構思主題， 表達中國文化的精神與氣質。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、互相補充，共同組成表達盛世大國主題的統(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，形成壯觀的城市空間序列，形成獨一無二的標志性建筑群體。綜合國家館的結構和獨特的造型，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)建設也是很具有挑戰(zhàn)性的。

2、世博會中國國家館視頻監(jiān)控系統(tǒng)

為了滿足世博場館安全和科學系統(tǒng)化管理的需要，為了對隨時發(fā)生的事件進行全面、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，并給出正確、快速的指揮和處理，整個場館的監(jiān)控系統(tǒng)前端設備采用的攝像機數(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。其錄像存儲結構如下所示：



這套視頻監(jiān)控存儲設備通過IP網(wǎng)絡向所有的視頻編碼設備，包括視頻服務器（NVS）、網(wǎng)絡硬盤錄像機提供視頻監(jiān)控錄像存儲空間。其它服務器或監(jiān)控設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備讀取視頻監(jiān)控錄像。

方案優(yōu)點：

1.充分利用網(wǎng)絡優(yōu)勢，靈活部署存儲設備，授權用戶限制保護訪問存儲的視頻數(shù)據(jù)，有利于外防內控。

2.數(shù)據(jù)靈活調用，對視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)綜合應用平臺能夠做到無縫支持，有利于監(jiān)控系統(tǒng)功能的擴展。

3.網(wǎng)絡存儲解決方案，簡單易用、價格經濟，擁有完善獨立的配置向導界面，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雜性。

4.大容量、低成本，一套存儲系統(tǒng)可以保存300路、長達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鍵區(qū)域的視頻監(jiān)控存儲需求。

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

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

3 視頻監(jiān)控錄像數(shù)據(jù)存儲技術

安防產業(yè)在國內已經取得了巨大的進步，“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、能源、金融、國防等領域廣泛應用，市場前景相當看好。而存儲系統(tǒng)作為網(wǎng)絡數(shù)字化視頻中的一個重要組成部分，在實際的應用中卻經常會出現(xiàn)掉盤、卷鎖死等諸多問題，嚴重影響了整體監(jiān)控系統(tǒng)的正常使用，所以視頻數(shù)據(jù)專用存儲已經成為市場上最關注的安防產品之一。目前的數(shù)字視頻領域中，最常用的無非是如下四種存儲方式：硬盤、DAS、NAS、SAN。這些方式有各自的短板。

硬盤

DVR、DVS后掛硬盤或是服務器后面直接連接擴展柜的方式，都是采用硬盤進行存儲的方式。應該說使用硬盤進行的存儲，并不能算作嚴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)沒有進行冗余保護，即使有也是通過主機端的RAID卡或者軟RAID實現(xiàn)。嚴重的影響整體性能；

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

　再有，硬盤后期維護成本較高，特別是在DVS后掛硬盤的方式，其維護成本往往在一年之內就超過了購置成本。應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急替代。

Direc（Direct Attached Storage），全稱為直接連接附加存儲，采用DAS的方式可以很簡單的實現(xiàn)平臺的容量擴容，同時對數(shù)據(jù)可以提供多種RAlD級別的保護。其連接方式如圖1所示：

DAS直聯(lián)存儲

采用DAS方式，在視頻存儲單元上部署相關的HBA卡。用于跟后端的存儲設備建立數(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單元同時接入，而且其擴容能力嚴重依賴所選擇的存儲設備自身的擴容能力。所以在大型數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，應用DAS存儲方式將造成系統(tǒng)維護難度的極大提升。正是由于DAS存儲的這些特點，所以這種存儲方式一般應用于對于DVR的擴容或者小型數(shù)字視頻監(jiān)控項目中。

NAS網(wǎng)絡附加存儲

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

采用NAS方式可以同時支持多個主機端同時進行讀寫，具備非常優(yōu)秀的共享性能和擴展能力；同時NAS可以應用在復雜的網(wǎng)絡環(huán)境中。部署也非常靈活。

但由于NAS采用CIF/NFS協(xié)議進行數(shù)據(jù)的文件級傳輸，所以網(wǎng)絡開銷非常大，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一般應用于小型的網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中或者只是用于部分數(shù)據(jù)的共享存儲。

SAN存儲區(qū)域網(wǎng)絡

SAN（Storage Area Network），全稱為存儲區(qū)域網(wǎng)絡，通過交換機等連接設備將磁盤陣列與相關服務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。SAN提供了一個專用的、高可靠性的存儲網(wǎng)絡。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架構特別適合于大型網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲應用，可以應對上千、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）和IP-SAN（以太網(wǎng)存儲區(qū)域網(wǎng)絡）。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由于采用專用協(xié)議可以保證傳輸時更加穩(wěn)定、高效，但其部署方式、構建成本均較之IP-SAN高出很多，所以目前在大型網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中更多采用的是IP-SAN架構。

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

結束語

國內外的安防監(jiān)控系統(tǒng)在經歷了911之后得到了大幅度發(fā)展，各個安防企業(yè)在不斷的創(chuàng)新技術、開發(fā)產品，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)將會融合更多先進的技術，使人員的安全保障不斷強化，為社會和諧做出重要的保障。