摘要：本文对地铁2号线公安视频监控系统扩容改造云存储方案进行了详细分析。根据现有视频监控系统设备分布情况分析扩容需求，结合需求分析实施方案。最后，分析方案优缺点得出结论。
关键词：视频监控系统；扩容；云存储
1导言
地铁公安视频监控系统对监控布点的要求应按照公安机关针对反恐工作的要求，对进出地铁站的人员实施双向监控，确保能看清人员相貌特征。通过合理分布监控点，辅助地铁公安机关实现对辖区动态治安环境进行监控管理。
2015年12月27日第十二届全国人民代表大会常务委员会第十八次会议通过《中华人民共和国反恐怖主义法》，2016年1月1日起施行，本法第三十二条中指出：“重点目标的管理单位应当建立公共安全视频图像信息系统值班监看、信息保存使用、运行维护等管理制度，保障相关系统正常运行。采集的视频图像信息保存期限不得少于九十日。”2016年9月13日市公安局在《关于增加视频保存期的函》中提出，请轨道公司根据《中华人民共和国反恐怖主义法》第三十二条的相关规定，尽快落实设备存储扩容，确保视频保存期由现有的30天升级至90天。2017年底地铁2号线公安视频监控系统扩容改造项目获市政府批复正式立项，目前已完成招标文件初稿编制。
2地铁2号线公安视频监控系统
为满足公安部门对2号线正常运营管理秩序的监控，地铁2号线公安视频监视系统建立三级构架：公交分局、派出所、警务站（车站）。公安视频监视系统在车站共享专用CCTV系统设置的前端摄像机。在警务站和派出所，由公安通信设置监控终端及存储设备接入专用CCTV系统监控网络，实现公安视频监控系统对监控图像的调用、控制及存储。在派出所设置网络隔离设备，将轨道交通专用CCTV系统网络和公安系统视频监控网络隔离。现有公安视频监控系统历史视频存储时长为30天。车站公安视频监控系统与专用CCTV系统关系拓扑结构如下：
图1：车站公安视频监控系统与专用CCTV系统关系拓扑结构图
3需求分析
地铁2号线公安视频监控系统建设包括1个公交分局、1个派出所、15个警务站。各车站摄像机数量总1264路，码流为6Mb/s，如下表。
监控视频录像从当前存储30天扩容到存储90天，需要增加60天存储，共计需要增加有效存储容量为：监控路数*码流/8（转换为MB）*3600秒*24小时*60天=1264*6/8*3600*24*60=4914432000MB=4686.8TB。
冗余策略按存储利用率为80%考虑，录像写入不中断，历史录像调阅不影响。需要物理存储容量为4686.8/80%/0.91=6437.9TB。其中0.91为硬盘格式化后容量损失系数。
单台存储服务器按照36块6TB硬盘配置，云存储方案需要存储服务器数量为6437.9/36/6=29.8取整为30台。
3云存储扩容方案分析
当前地铁2号线公安视频监控系统架构如下：
3.1云存储扩容方案结构
在派出所集中建设机房，部署视频云存储系统。
（1）车站的所有普通IPSAN存储（24盘位）虚拟化为云存储节点，配合云存储管理服务器等设备，单独成为一个云组（24盘位）；
（2）由于车站的流媒体服务器仅用于存储，当车站的普通IPSAN存储虚拟化为云存储节点后，车站的流媒体服务器将会闲置，所以将车站的部分流媒体服务器硬件（约16台）移至分局，灌入云存储虚拟化服务软件，对车站的普通IPSAN存储（24盘位）进行接管并成为云存储节点；
（3）派出所新建机房安装60盘位云存储节点，配合云存储管理服务器等设备，单独成为第二个云组（60盘位）；
（4）云存储的最终模式为：派出所中心大云下面有两个云组，一个云组是利旧使用24盘位云组，另外一个云组是新增设备的60盘位云组。
图2：地铁2号线公安视频监控系统架构图
3.2割接方式
因云存储特性为离散化，所以不受单设备的约束，对存储时间的增减和摄像机路数的增减非常灵活；
（1）新增的60盘位云存储设备优先在派出所中心搭建，形成60盘位云组，对全线所有摄像机作30天存储；
（2）30天过后，对车站的普通24盘位存储设备进行全面格式化，全部移至中心形成24盘位云组，对部分车站（估计约5-6个站）进行云存储，存储时间一步到位达到90天；
（3）待第2步实施完后，对60盘位云组减少部分站（约5-6个站）的摄像机码流存储，然后把时间扩展至90天。
3.3传输带宽要求
如当前车站的所有IPSAN设备搬迁至中心机房，2号线15个车站所有1264路摄像机的录像数据需要通过传输骨干网传输。除录像写入之外，考虑约10%的视频调阅流量，以及物体运动时码流上浮，带宽增加按20%估算，传输带宽总共需要:1264*6Mb/s*（1+20%）=9100.8Mb/s约9Gb/s。而目前2号线传输系统总带宽为2.5G，传输系统不能满足云存储带宽所需，如果采用云存储方案须对现有传输系统进行改造。
4结论
4.1优点
（1）统一管理运维
集中建设机房，所有云存储设备统一管理运维，支持批量自动化安装、升级、巡检，降低运维成本。
（2）资源共享调度
所有车站存储资源统一共享调度，避免部分车站资源不足、部分空余，导致资源利用率不高。
（3）扩容性好
容量和性能都可横向添加节点扩展，扩展过程不断业务，扩展后容量和性能自动均衡。单套系统支持上百PB级容量、上千个存储节点扩展。
（4）故障率降低
系统采用去中心化架构，全系统无单点故障，任一节点故障，新录像写入不中断，原始录像调阅不中断。
（5）高可靠性
数据跨节点冗余可靠，多台服务器同时故障，不仅新录像写入不中断，且已存储的历史录像数据不丢失。
4.2缺点
（1）改造成本高
传输系统不能满足云存储带宽所需，所以需要改造现有传输系统，且需增加云存储设备（含软件）、传输系统扩容、平台对接研发等费用，传输系统改造费用将可能超过视频监控系统自身改造成本，改造成本高，改造难度大大提升。
（2）现有资源浪费
云存储将推翻既有系统架构，车站仅有部分流媒体服务器硬件（约16台）移至分局，灌入云存储虚拟化服务软件，剩下的车站（约50台）流媒体服务器将作废，新增不同型号服务器、存储设备及机柜混用。
（3）改造工程要求高
视频监控系统改造开始30天后，车站的普通24盘位存储设备进行全面格式化，须同时将15个车站设备全部移至中心形成24盘位云组，施工时间紧、调试完成度要求高；现有传输系统也需要带宽扩容，因传输系统业务较多，工程量及影响范围较大。
（4）技术不成熟
云存储技术较新，现在还处于尝试阶段，技术成熟度不够，地铁行业没有成功利用案例，实践性不强。
综上云存储优缺点分析，考虑资金成本及施工难度制约等，本次地铁2号线公安视频监控系统扩容不采用云存储方案。
参考文献
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论文作者:颜红红
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/21
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