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摘要：当今时代，信息技术迅猛发展，尤其基于大数据分析、云计算为代表的电子信息技术的应用，促进轨道交通行业的快速发展。云存储技术相较传统存储技术在扩展性、稳定性以及可靠性都有很大优势。因此，将云存储技术应用在轨道交通行业具有重要意义。
关键词：云存储；CCTV；城市轨道交通
近几年，随着计算机、网络、存储、芯片技术的迅速发展，城市轨道交通CCTV系统技术也随之跟新换代，特别是高清摄像机技术的应用，对存储要求越来越高，传统的信息存储技术在容量以及性能扩展上已经显得越来越吃力。云存储技术的推广应用无疑极大地缓解轨道交通数据存储和管理压力，有效地提高轨道交通的数据存储和管理效率。
1、城市轨道交通CCTV系统存储特点
城市轨道交通CCTV系统存储要求与其他行业的安防系统相比，最大的特点就是，要求有更高的可靠性和稳定性，主要从以下几个方面考虑。
系统稳定性：轨道交通对监控设备的稳定性要求远远高于其他行业，因车站客流量大，出现突发事件的概率很大，这要求保证CCTV系统具有较高的稳定性，当出现突发情況时，能随时调看查看实时视频和历史视频。
系统高运维性：主要针对系统易于维护，当出现故障时，系统能自动进行故障检测并以多种方式进行通知报警。
系统可靠性：存储系统应具有超强的纠错能力，当有磁盘失效时，保证历史数据不丢失，业务不中断，同时要求能够快速重建数据，重建过程中不影响正常业务的能力。
易扩容：CCTV系统存储应做到扩容简单、部署方便（主要适用于站点前端设备增加，以及支线延长线接入）。
2、存储方式的比较
目前轨道交通视频监控存储方式主要有两种方式，集中类存储和云存储。
集中类存储（FC SAN、IP SAN）技术来实现，该技术通过RAID、增加扩展柜的方式来获得大规模存储空间，满足了高密度和保障数据安全的需求。
云存储系统的结构模型由存储层、基础管理层、应用接口层、访问层组成。一般采用面向用户业务应用的设计思路，融合SAN集群部署、负载均衡、资源池化、全局共享空间、数据切片等技术，可将网络中大量各种不同类型的存储设备，通过专业应用软件集合起来协同工作，共同对外提供高性能、高可靠、不间断的数据存储和业务访问服务。
3、传统存储的瓶颈
传统的视频CCTV系统存储资源是静态绑定的，某个摄像机的存储资源只能存储在某个固定的IPSAN或者NVR上。这种资源静态绑定的架构存在下面的问题：
故障无法切换：单台存储设备故障会导致绑定到这台存储设备上的录像中断。
业务扩容受限：摄像头的存储空间如果需要扩容，会受到存储设备容量的限制。
热点读取瓶颈：原有视频监控存储基本靠人工调阅查询，读写比例是1：10。随着智能分析技术应用，当数据结构化分析处理后，数据的读写比例变为1：1。特别是涉恐案件的突发导致某些热点数据成为读取瓶颈。
空余资源难以整合：为了做阵列凑整而多出来的硬盘会使每台存储设备都会有数10TB的空余资源，多台存储设备会有仅百TB的空余资源，这些空余资源由于处在不同的存储设备上而无法整合再利用。
可靠性难提升：数据的可靠性取决于存储设备硬件，提高一点数据可靠性会带来硬件成本的翻倍上升，系统可靠性提升困难。
维护冗余性低：阵列重建期间再坏一块硬盘会导致阵列失效，风险大，需要及时维护，维护的冗余性低。
4、轨道交通云存储系统存储方式
轨道交通云存储系统有集中存储和分散存储两种方式。
（1）集中存储：存储系统可以放在控制中心机房，实现设备的统一管理及维护， 这可大大地节省各站点机房空间，有利于降低车站系统的维护工作。
（2）分散存储：主要包含设备之间云化和硬盘RAID组之间云化。
1）设备之间云化。每个站点设置一套云存储设备，多个车站形成多云的模式，站与站之间实现动态负载均衡。在系统正常运行的情况下，每套云存储系统各自存储管辖站内的高清视频，实现站点之间动态负载均衡。若任何一个站点系统设备出现故障时，其承载业务将自动并发迁移至其它所有服务正常的站点，保证视频监控全业务不间断，从而实现云存储系统之间的灾备功能。
2）磁盘RAID组之间云化。单个存储云站点内部多个RAID组之间可以实现动态负载均衡，任何一个RAID组出现故障，其承载业务将自动迁移至其它正常工作的RAID组，保证系统全部业务不间断，而传统监控平台无法实现视频业务在RAID组间动态迁移。
5、轨道云存储系统的核心技术
在轨道云存储系统的架构设计中，采用的核心技术包括：
1）通过虚拟化层，整体拉通存储空间的同时，将媒体接入、媒体管理等计算与媒体存储、媒体读写等存储能力有效解耦； 2）存储管理节点调度功能简化，即可以将计算能力和存储空间独立开来分别调度； 3）故障恢复后无需处理录像的回传，自动整合录像空间； 4）统一了存储数据视图接口，所有业务以统一接口来对待数据，这带来的好处是后续外部服务，如后端录像分析，可以直接访问数据来进行分析工作；5）采用存储虚拟化技术，对具有海量存储需求的用户提供透明存储构架，可持续扩容避免瓶颈限制，可以更有效的进行资源管理，灵活增减空间，达到最大程度上合理利用空间的效果。6）采用SAN集群技术，解决单/多节点失效问题，并利用负载均衡技术充分利用各存储节点的性能，提升系统的可靠性和安全性。7）采用数据切片技术，保障了用户高效的读写的同时保证了业务的持续性。8）采用统一完善的接口，即可降低对接成本和平台维护成本，也可降低用户管理的复杂度。 9）采用开放的集成构架，系统可兼容业界各类SAN存储设备，保护用户现有存储投资资源。10）采用数据本地/异地备份保护技术，保证云存储中的数据不丢失，确保系统服务安全稳定运行。
6、结论
随着城市轨道交通视频监控迈向高清化时代，以及云存储技术的使用，轨道交通行业即将迎来技术上的革新，使传统的监控模式向云监控模式转变。
参考文献：
[1] 西刹子.安防天下智能网络视频监控技术详解与实践[M].清华大学出版社，2010（2）.
[2] 徐伟峰.数字高清视频监控系统在轨道交通中的应用[J].中国高新技术企业，2012（2）.
[3]北京市交通委员会. 北京市轨道交通视频监视系统应用规范 [S]. 北京，北京市交通委员会，2014.
（作者单位：东莞市轨道交通有限公司）
关键词：云存储；CCTV；城市轨道交通
近几年，随着计算机、网络、存储、芯片技术的迅速发展，城市轨道交通CCTV系统技术也随之跟新换代，特别是高清摄像机技术的应用，对存储要求越来越高，传统的信息存储技术在容量以及性能扩展上已经显得越来越吃力。云存储技术的推广应用无疑极大地缓解轨道交通数据存储和管理压力，有效地提高轨道交通的数据存储和管理效率。
1、城市轨道交通CCTV系统存储特点
城市轨道交通CCTV系统存储要求与其他行业的安防系统相比，最大的特点就是，要求有更高的可靠性和稳定性，主要从以下几个方面考虑。
系统稳定性：轨道交通对监控设备的稳定性要求远远高于其他行业，因车站客流量大，出现突发事件的概率很大，这要求保证CCTV系统具有较高的稳定性，当出现突发情況时，能随时调看查看实时视频和历史视频。
系统高运维性：主要针对系统易于维护，当出现故障时，系统能自动进行故障检测并以多种方式进行通知报警。
系统可靠性：存储系统应具有超强的纠错能力，当有磁盘失效时，保证历史数据不丢失，业务不中断，同时要求能够快速重建数据，重建过程中不影响正常业务的能力。
易扩容：CCTV系统存储应做到扩容简单、部署方便（主要适用于站点前端设备增加，以及支线延长线接入）。
2、存储方式的比较
目前轨道交通视频监控存储方式主要有两种方式，集中类存储和云存储。
集中类存储（FC SAN、IP SAN）技术来实现，该技术通过RAID、增加扩展柜的方式来获得大规模存储空间，满足了高密度和保障数据安全的需求。
云存储系统的结构模型由存储层、基础管理层、应用接口层、访问层组成。一般采用面向用户业务应用的设计思路，融合SAN集群部署、负载均衡、资源池化、全局共享空间、数据切片等技术，可将网络中大量各种不同类型的存储设备，通过专业应用软件集合起来协同工作，共同对外提供高性能、高可靠、不间断的数据存储和业务访问服务。
3、传统存储的瓶颈
传统的视频CCTV系统存储资源是静态绑定的，某个摄像机的存储资源只能存储在某个固定的IPSAN或者NVR上。这种资源静态绑定的架构存在下面的问题：
故障无法切换：单台存储设备故障会导致绑定到这台存储设备上的录像中断。
业务扩容受限：摄像头的存储空间如果需要扩容，会受到存储设备容量的限制。
热点读取瓶颈：原有视频监控存储基本靠人工调阅查询，读写比例是1：10。随着智能分析技术应用，当数据结构化分析处理后，数据的读写比例变为1：1。特别是涉恐案件的突发导致某些热点数据成为读取瓶颈。
空余资源难以整合：为了做阵列凑整而多出来的硬盘会使每台存储设备都会有数10TB的空余资源，多台存储设备会有仅百TB的空余资源，这些空余资源由于处在不同的存储设备上而无法整合再利用。
可靠性难提升：数据的可靠性取决于存储设备硬件，提高一点数据可靠性会带来硬件成本的翻倍上升，系统可靠性提升困难。
维护冗余性低：阵列重建期间再坏一块硬盘会导致阵列失效，风险大，需要及时维护，维护的冗余性低。
4、轨道交通云存储系统存储方式
轨道交通云存储系统有集中存储和分散存储两种方式。
（1）集中存储：存储系统可以放在控制中心机房，实现设备的统一管理及维护， 这可大大地节省各站点机房空间，有利于降低车站系统的维护工作。
（2）分散存储：主要包含设备之间云化和硬盘RAID组之间云化。
1）设备之间云化。每个站点设置一套云存储设备，多个车站形成多云的模式，站与站之间实现动态负载均衡。在系统正常运行的情况下，每套云存储系统各自存储管辖站内的高清视频，实现站点之间动态负载均衡。若任何一个站点系统设备出现故障时，其承载业务将自动并发迁移至其它所有服务正常的站点，保证视频监控全业务不间断，从而实现云存储系统之间的灾备功能。
2）磁盘RAID组之间云化。单个存储云站点内部多个RAID组之间可以实现动态负载均衡，任何一个RAID组出现故障，其承载业务将自动迁移至其它正常工作的RAID组，保证系统全部业务不间断，而传统监控平台无法实现视频业务在RAID组间动态迁移。
5、轨道云存储系统的核心技术
在轨道云存储系统的架构设计中，采用的核心技术包括：
1）通过虚拟化层，整体拉通存储空间的同时，将媒体接入、媒体管理等计算与媒体存储、媒体读写等存储能力有效解耦； 2）存储管理节点调度功能简化，即可以将计算能力和存储空间独立开来分别调度； 3）故障恢复后无需处理录像的回传，自动整合录像空间； 4）统一了存储数据视图接口，所有业务以统一接口来对待数据，这带来的好处是后续外部服务，如后端录像分析，可以直接访问数据来进行分析工作；5）采用存储虚拟化技术，对具有海量存储需求的用户提供透明存储构架，可持续扩容避免瓶颈限制，可以更有效的进行资源管理，灵活增减空间，达到最大程度上合理利用空间的效果。6）采用SAN集群技术，解决单/多节点失效问题，并利用负载均衡技术充分利用各存储节点的性能，提升系统的可靠性和安全性。7）采用数据切片技术，保障了用户高效的读写的同时保证了业务的持续性。8）采用统一完善的接口，即可降低对接成本和平台维护成本，也可降低用户管理的复杂度。 9）采用开放的集成构架，系统可兼容业界各类SAN存储设备，保护用户现有存储投资资源。10）采用数据本地/异地备份保护技术，保证云存储中的数据不丢失，确保系统服务安全稳定运行。
6、结论
随着城市轨道交通视频监控迈向高清化时代，以及云存储技术的使用，轨道交通行业即将迎来技术上的革新，使传统的监控模式向云监控模式转变。
参考文献：
[1] 西刹子.安防天下智能网络视频监控技术详解与实践[M].清华大学出版社，2010（2）.
[2] 徐伟峰.数字高清视频监控系统在轨道交通中的应用[J].中国高新技术企业，2012（2）.
[3]北京市交通委员会. 北京市轨道交通视频监视系统应用规范 [S]. 北京，北京市交通委员会，2014.
（作者单位：东莞市轨道交通有限公司）