摘 要：基于云存儲(chǔ)技術(shù)，詳細(xì)分析了該技術(shù)在機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控中的應(yīng)用方法，通過(guò)設(shè)計(jì)云存儲(chǔ)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)管理，并對(duì)云存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行詳細(xì)闡述，希望為進(jìn)一步提高機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控管理能力提供支持。

關(guān)鍵詞：云存儲(chǔ);機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控;系統(tǒng)設(shè)計(jì);存儲(chǔ)平臺(tái)

前言：隨著民航事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，我國(guó)民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)視頻系統(tǒng)正在朝著數(shù)字化、全覆蓋的方向發(fā)展，而由此帶來(lái)了數(shù)據(jù)安全、兼容性等問(wèn)題。云計(jì)算是一種現(xiàn)代化信息手段，該技術(shù)的出現(xiàn)可以有效解決機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控管理的相關(guān)問(wèn)題，成為提高機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化的關(guān)鍵，值得關(guān)注。

1.機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的云存儲(chǔ)平臺(tái)建設(shè)

1.1機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求

機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)所覆蓋的范圍較大，包括航站區(qū)、飛行區(qū)、公共區(qū)等多個(gè)區(qū)域，并且隨著當(dāng)前機(jī)場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，航站樓所承載的旅客數(shù)量增多，飛機(jī)的起飛量增加，所以為了能夠更好地滿足機(jī)場(chǎng)管理需求，要求未來(lái)視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)γ恳晃挥慰汀⑿欣钜约拔锲?、檢查過(guò)程等進(jìn)行記錄，并監(jiān)督各個(gè)建筑物、設(shè)備的安全運(yùn)行情況，維持機(jī)場(chǎng)正常運(yùn)行。

1.2云存儲(chǔ)平臺(tái)建設(shè)方案

云平臺(tái)的存儲(chǔ)功能可以為監(jiān)控視頻提供高精尖的數(shù)據(jù)支持，可以有效解決傳統(tǒng)技術(shù)體系下監(jiān)控視頻海量非結(jié)構(gòu)化所造成的可擴(kuò)展性差等問(wèn)題。結(jié)合云計(jì)算技術(shù)的相關(guān)要求，本次采用中使用了VCeph結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)監(jiān)控視頻的基本流程為：在采集視頻技術(shù)后，將識(shí)別過(guò)濾功能將含有人物的關(guān)鍵幀文件，通過(guò)映射計(jì)算的方法生成唯一的存儲(chǔ)對(duì)象資料，并經(jīng)掩蓋碼、哈希計(jì)算等方法確定對(duì)象文件的唯一表示，計(jì)算文件組的標(biāo)識(shí)符，用彈性存儲(chǔ)算法糾正，從文件組中均勻的隨機(jī)選擇，使視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)能夠均勻分布[1]。

所以為實(shí)現(xiàn)上述功能，結(jié)合機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求，本文將文件組作為任意對(duì)象文件的邏輯集合，其主要特征就是能夠在提取不同監(jiān)控器的復(fù)制文件組后，兼顧系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使視頻數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)前可分割為不同的數(shù)據(jù)幀，最終完成數(shù)據(jù)的歸檔處理。因此整個(gè)云存儲(chǔ)平臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式

根據(jù)圖1介紹的云存儲(chǔ)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，采用分布式的技術(shù)群技術(shù)，通過(guò)將機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵資料設(shè)置在不同的節(jié)點(diǎn)內(nèi)做統(tǒng)一管理，其中所覆蓋的機(jī)房包括：航站樓主機(jī)房、飛行區(qū)匯聚機(jī)房、ITC匯聚機(jī)房、GTC匯聚機(jī)房等。同時(shí)結(jié)合攝像頭的分布情況做界定后（包括普通攝像頭、重要攝像頭等），與視圖庫(kù)連接，最后通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，使視頻監(jiān)控資料上傳至云存儲(chǔ)平臺(tái)上。在整個(gè)系統(tǒng)中，可按照不同的用途對(duì)存儲(chǔ)空間做分類處理，包括圖片存儲(chǔ)空間、視頻存儲(chǔ)空間等，或者為每個(gè)攝像頭設(shè)置相應(yīng)的文件夾等。

一般航站樓主機(jī)房按照≥90天的文件存儲(chǔ)要求，當(dāng)存儲(chǔ)空間滿后，可根據(jù)時(shí)間推移刪除老舊數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，在云存儲(chǔ)中可將多個(gè)攝像頭所記錄的視頻資料集中在一個(gè)存儲(chǔ)池內(nèi)，在預(yù)先計(jì)算好90天內(nèi)所產(chǎn)生的視頻資料后，事先在存儲(chǔ)池內(nèi)預(yù)留相應(yīng)的空間，這樣當(dāng)存儲(chǔ)池滿后可自動(dòng)刪除視頻。

2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文所介紹的云存儲(chǔ)技術(shù)中，機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控中所涉及的內(nèi)容應(yīng)該包括時(shí)間、地點(diǎn)、人物等關(guān)鍵資料，或者對(duì)機(jī)場(chǎng)不同空間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控等。為更好的優(yōu)化系統(tǒng)功能，本文所使用的VCeph結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)可以提供CRUSH分布式文件系統(tǒng)功能，提高了進(jìn)場(chǎng)視頻監(jiān)控的管理能力。

考慮到機(jī)場(chǎng)所有視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)為實(shí)時(shí)監(jiān)控，視頻資料容量大，所以針對(duì)該問(wèn)題，本文提出了一種新的處理方案：先借助Apache Storm實(shí)時(shí)讀取監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，再對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的處理后再存入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。在CRUSH分布式的結(jié)構(gòu)下，所有文件的讀寫都能接受系統(tǒng)的控制，不僅能夠?qū)崟r(shí)接收用戶對(duì)文件的各類存儲(chǔ)需求，也能定位文件的位置以及相關(guān)節(jié)點(diǎn)等[2]。在文件處理環(huán)節(jié)，為每個(gè)文件構(gòu)建相應(yīng)的原數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)不同的文件信息，該方法尤其在大文件存儲(chǔ)中的效果顯著，滿足機(jī)場(chǎng)航站樓等建筑物的多次讀取等應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

2.3數(shù)據(jù)安全保障機(jī)制

為滿足機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控的安全管理要求，在云存儲(chǔ)平臺(tái)上，數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)視頻的對(duì)象、文件組以及數(shù)據(jù)等做兩兩對(duì)應(yīng)，形成映射圖，這種方法不僅能夠方便數(shù)據(jù)管理能力，也能實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控視頻的安全防護(hù)。其中兩兩對(duì)應(yīng)的映射方法包括映射策略、存儲(chǔ)設(shè)備映射圖等因素決定，而由于在進(jìn)場(chǎng)監(jiān)控視頻管理中可針對(duì)任意一個(gè)監(jiān)控?cái)z像頭構(gòu)建存儲(chǔ)文件，所以不需要擔(dān)心追蹤對(duì)象與位置之間的關(guān)系，在調(diào)用監(jiān)控視頻文件之后就可以直接提取信息。

在安全管理上，云存儲(chǔ)平臺(tái)普遍采用了主副本模型，其中客戶端只會(huì)對(duì)第一優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)做處理，此時(shí)考慮到存儲(chǔ)設(shè)備與監(jiān)控視頻對(duì)象之間處置存在相互應(yīng)對(duì)的關(guān)系，所以在監(jiān)控視頻更新過(guò)程中，數(shù)據(jù)的更新變化過(guò)程有明確的順序，幾乎不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)同步鎖問(wèn)題。當(dāng)?shù)谝桓北镜臄?shù)據(jù)無(wú)法被訪問(wèn)的情況下，云存儲(chǔ)平臺(tái)會(huì)將第二副本調(diào)整為第一優(yōu)先級(jí)并進(jìn)行處置。

3.應(yīng)用方案

3.1部署云存儲(chǔ)平臺(tái)

在綜合對(duì)比多種技術(shù)后，發(fā)現(xiàn)虛擬機(jī)作為可模擬多機(jī)環(huán)境的重要選擇，在云存儲(chǔ)平臺(tái)的部署上發(fā)揮著重要作用。同時(shí)結(jié)合機(jī)場(chǎng)監(jiān)控視頻管理的相關(guān)要求，需要在確保技術(shù)可行性的基礎(chǔ)上，構(gòu)建分布式數(shù)據(jù)庫(kù)以及查詢系統(tǒng)，安裝步驟為：（1）下載VM系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)ULtra ISO軟碟通制作U盤啟動(dòng)盤。（2）在電腦啟動(dòng)時(shí)選擇BIOS系統(tǒng)，加載鏡像，選擇“同意虛擬環(huán)境許可證”后選擇要安裝磁盤的位置，設(shè)置密碼，直至虛擬化平臺(tái)安裝結(jié)束。（3）進(jìn)入VM系統(tǒng)界面，在“F2”下完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)置后，考慮到云平臺(tái)需要在機(jī)場(chǎng)局域網(wǎng)的環(huán)境下使用，所以可以默認(rèn)啟動(dòng)動(dòng)態(tài)路由分配協(xié)議，此時(shí)為避免出現(xiàn)每次訪問(wèn)IP地址不一樣的情況，需要根據(jù)網(wǎng)關(guān)協(xié)議設(shè)置DNS服務(wù)、地址等靜態(tài)路由數(shù)據(jù)。

3.2存儲(chǔ)部分的部署

為提高機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控管理能力，該存儲(chǔ)部分是在VM系統(tǒng)上搭建的，其中的關(guān)鍵技術(shù)包括：（1）經(jīng)管網(wǎng)下載Ceph安裝包后，在不同節(jié)點(diǎn)上安裝數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)具有拓展功能，可支持每個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程的依賴包，并且考慮到國(guó)外網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)存在的耗時(shí)問(wèn)題，可選擇國(guó)內(nèi)的阿里云。（2）部署VC集群。在主節(jié)點(diǎn)nodel上創(chuàng)設(shè)配置文件，結(jié)構(gòu)形式為“XX.vceph.conf”，運(yùn)行命令創(chuàng)設(shè)一個(gè)唯一的FSDI，該命硬為集群的唯一表示。（3）使用監(jiān)控器硬件名稱、內(nèi)網(wǎng)IP，以及FSDI創(chuàng)建相應(yīng)的目錄，該母上可以通過(guò)集群節(jié)點(diǎn)的方式對(duì)應(yīng)每一個(gè)攝像頭存儲(chǔ)池，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。

結(jié)束語(yǔ)：本文所介紹的云存儲(chǔ)技術(shù)滿足機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控管理的需求，可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)精準(zhǔn)地提供監(jiān)控視頻資料，值得推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧冬霞.視頻存儲(chǔ)技術(shù)對(duì)比分析[J].信息通信，2020（01）：254-256.

[2]段雨梅.視頻監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)優(yōu)化[J].科技風(fēng)，2019（29）：96.

作者簡(jiǎn)介：

底帥（1987年12月—），男，回族，北京市人，碩士研究生學(xué)歷，工程師，工作年限：7年，研究方向：視頻監(jiān)控、人臉識(shí)別。

（北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)股份有限公司 ?北京 ?100621）