陳星杰

摘要：當(dāng)今時(shí)代，信息技術(shù)迅猛發(fā)展，尤其基于大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算為代表的電子信息技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)軌道交通行業(yè)的快速發(fā)展。云存儲(chǔ)技術(shù)相較傳統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)在擴(kuò)展性、穩(wěn)定性以及可靠性都有很大優(yōu)勢(shì)。因此，將云存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用在軌道交通行業(yè)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：云存儲(chǔ)；CCTV；城市軌道交通

近幾年，隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、芯片技術(shù)的迅速發(fā)展，城市軌道交通CCTV系統(tǒng)技術(shù)也隨之跟新?lián)Q代，特別是高清攝像機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)存儲(chǔ)要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的信息存儲(chǔ)技術(shù)在容量以及性能擴(kuò)展上已經(jīng)顯得越來(lái)越吃力。云存儲(chǔ)技術(shù)的推廣應(yīng)用無(wú)疑極大地緩解軌道交通數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理壓力，有效地提高軌道交通的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理效率。

1、城市軌道交通CCTV系統(tǒng)存儲(chǔ)特點(diǎn)

城市軌道交通CCTV系統(tǒng)存儲(chǔ)要求與其他行業(yè)的安防系統(tǒng)相比，最大的特點(diǎn)就是，要求有更高的可靠性和穩(wěn)定性，主要從以下幾個(gè)方面考慮。

系統(tǒng)穩(wěn)定性：軌道交通對(duì)監(jiān)控設(shè)備的穩(wěn)定性要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他行業(yè)，因車(chē)站客流量大，出現(xiàn)突發(fā)事件的概率很大，這要求保證CCTV系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)，能隨時(shí)調(diào)看查看實(shí)時(shí)視頻和歷史視頻。

系統(tǒng)高運(yùn)維性：主要針對(duì)系統(tǒng)易于維護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)進(jìn)行故障檢測(cè)并以多種方式進(jìn)行通知報(bào)警。

系統(tǒng)可靠性：存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)具有超強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，當(dāng)有磁盤(pán)失效時(shí)，保證歷史數(shù)據(jù)不丟失，業(yè)務(wù)不中斷，同時(shí)要求能夠快速重建數(shù)據(jù)，重建過(guò)程中不影響正常業(yè)務(wù)的能力。

易擴(kuò)容：CCTV系統(tǒng)存儲(chǔ)應(yīng)做到擴(kuò)容簡(jiǎn)單、部署方便（主要適用于站點(diǎn)前端設(shè)備增加，以及支線延長(zhǎng)線接入）。

2、存儲(chǔ)方式的比較

目前軌道交通視頻監(jiān)控存儲(chǔ)方式主要有兩種方式，集中類(lèi)存儲(chǔ)和云存儲(chǔ)。

集中類(lèi)存儲(chǔ)（FC SAN、IP SAN）技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該技術(shù)通過(guò)RAID、增加擴(kuò)展柜的方式來(lái)獲得大規(guī)模存儲(chǔ)空間，滿足了高密度和保障數(shù)據(jù)安全的需求。

云存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型由存儲(chǔ)層、基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層、訪問(wèn)層組成。一般采用面向用戶(hù)業(yè)務(wù)應(yīng)用的設(shè)計(jì)思路，融合SAN集群部署、負(fù)載均衡、資源池化、全局共享空間、數(shù)據(jù)切片等技術(shù)，可將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類(lèi)型的存儲(chǔ)設(shè)備，通過(guò)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用軟件集合起來(lái)協(xié)同工作，共同對(duì)外提供高性能、高可靠、不間斷的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn)服務(wù)。

3、傳統(tǒng)存儲(chǔ)的瓶頸

傳統(tǒng)的視頻CCTV系統(tǒng)存儲(chǔ)資源是靜態(tài)綁定的，某個(gè)攝像機(jī)的存儲(chǔ)資源只能存儲(chǔ)在某個(gè)固定的IPSAN或者NVR上。這種資源靜態(tài)綁定的架構(gòu)存在下面的問(wèn)題：

故障無(wú)法切換：?jiǎn)闻_(tái)存儲(chǔ)設(shè)備故障會(huì)導(dǎo)致綁定到這臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備上的錄像中斷。

業(yè)務(wù)擴(kuò)容受限：攝像頭的存儲(chǔ)空間如果需要擴(kuò)容，會(huì)受到存儲(chǔ)設(shè)備容量的限制。

熱點(diǎn)讀取瓶頸：原有視頻監(jiān)控存儲(chǔ)基本靠人工調(diào)閱查詢(xún)，讀寫(xiě)比例是1：10。隨著智能分析技術(shù)應(yīng)用，當(dāng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化分析處理后，數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)比例變?yōu)?：1。特別是涉恐案件的突發(fā)導(dǎo)致某些熱點(diǎn)數(shù)據(jù)成為讀取瓶頸。

空余資源難以整合：為了做陣列湊整而多出來(lái)的硬盤(pán)會(huì)使每臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備都會(huì)有數(shù)10TB的空余資源，多臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備會(huì)有僅百TB的空余資源，這些空余資源由于處在不同的存儲(chǔ)設(shè)備上而無(wú)法整合再利用。

可靠性難提升：數(shù)據(jù)的可靠性取決于存儲(chǔ)設(shè)備硬件，提高一點(diǎn)數(shù)據(jù)可靠性會(huì)帶來(lái)硬件成本的翻倍上升，系統(tǒng)可靠性提升困難。

維護(hù)冗余性低：陣列重建期間再壞一塊硬盤(pán)會(huì)導(dǎo)致陣列失效，風(fēng)險(xiǎn)大，需要及時(shí)維護(hù)，維護(hù)的冗余性低。

4、軌道交通云存儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)方式

軌道交通云存儲(chǔ)系統(tǒng)有集中存儲(chǔ)和分散存儲(chǔ)兩種方式。

（1）集中存儲(chǔ)：存儲(chǔ)系統(tǒng)可以放在控制中心機(jī)房，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的統(tǒng)一管理及維護(hù)， 這可大大地節(jié)省各站點(diǎn)機(jī)房空間，有利于降低車(chē)站系統(tǒng)的維護(hù)工作。

（2）分散存儲(chǔ)：主要包含設(shè)備之間云化和硬盤(pán)RAID組之間云化。

1）設(shè)備之間云化。每個(gè)站點(diǎn)設(shè)置一套云存儲(chǔ)設(shè)備，多個(gè)車(chē)站形成多云的模式，站與站之間實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡。在系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，每套云存儲(chǔ)系統(tǒng)各自存儲(chǔ)管轄站內(nèi)的高清視頻，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)之間動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡。若任何一個(gè)站點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，其承載業(yè)務(wù)將自動(dòng)并發(fā)遷移至其它所有服務(wù)正常的站點(diǎn)，保證視頻監(jiān)控全業(yè)務(wù)不間斷，從而實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)系統(tǒng)之間的災(zāi)備功能。

2）磁盤(pán)RAID組之間云化。單個(gè)存儲(chǔ)云站點(diǎn)內(nèi)部多個(gè)RAID組之間可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡，任何一個(gè)RAID組出現(xiàn)故障，其承載業(yè)務(wù)將自動(dòng)遷移至其它正常工作的RAID組，保證系統(tǒng)全部業(yè)務(wù)不間斷，而傳統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)無(wú)法實(shí)現(xiàn)視頻業(yè)務(wù)在RAID組間動(dòng)態(tài)遷移。

5、軌道云存儲(chǔ)系統(tǒng)的核心技術(shù)

在軌道云存儲(chǔ)系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用的核心技術(shù)包括：

1）通過(guò)虛擬化層，整體拉通存儲(chǔ)空間的同時(shí)，將媒體接入、媒體管理等計(jì)算與媒體存儲(chǔ)、媒體讀寫(xiě)等存儲(chǔ)能力有效解耦； 2）存儲(chǔ)管理節(jié)點(diǎn)調(diào)度功能簡(jiǎn)化，即可以將計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間獨(dú)立開(kāi)來(lái)分別調(diào)度； 3）故障恢復(fù)后無(wú)需處理錄像的回傳，自動(dòng)整合錄像空間； 4）統(tǒng)一了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)視圖接口，所有業(yè)務(wù)以統(tǒng)一接口來(lái)對(duì)待數(shù)據(jù)，這帶來(lái)的好處是后續(xù)外部服務(wù)，如后端錄像分析，可以直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析工作；5）采用存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)，對(duì)具有海量存儲(chǔ)需求的用戶(hù)提供透明存儲(chǔ)構(gòu)架，可持續(xù)擴(kuò)容避免瓶頸限制，可以更有效的進(jìn)行資源管理，靈活增減空間，達(dá)到最大程度上合理利用空間的效果。6）采用SAN集群技術(shù)，解決單/多節(jié)點(diǎn)失效問(wèn)題，并利用負(fù)載均衡技術(shù)充分利用各存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的性能，提升系統(tǒng)的可靠性和安全性。7）采用數(shù)據(jù)切片技術(shù)，保障了用戶(hù)高效的讀寫(xiě)的同時(shí)保證了業(yè)務(wù)的持續(xù)性。8）采用統(tǒng)一完善的接口，即可降低對(duì)接成本和平臺(tái)維護(hù)成本，也可降低用戶(hù)管理的復(fù)雜度。 9）采用開(kāi)放的集成構(gòu)架，系統(tǒng)可兼容業(yè)界各類(lèi)SAN存儲(chǔ)設(shè)備，保護(hù)用戶(hù)現(xiàn)有存儲(chǔ)投資資源。10）采用數(shù)據(jù)本地/異地備份保護(hù)技術(shù)，保證云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不丟失，確保系統(tǒng)服務(wù)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

6、結(jié)論

隨著城市軌道交通視頻監(jiān)控邁向高清化時(shí)代，以及云存儲(chǔ)技術(shù)的使用，軌道交通行業(yè)即將迎來(lái)技術(shù)上的革新，使傳統(tǒng)的監(jiān)控模式向云監(jiān)控模式轉(zhuǎn)變。

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（作者單位：東莞市軌道交通有限公司）