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【摘要】 近些年来，高速公路监控视频无论是质量还是范围都呈现稳步提升发展趋势，在满足当下监控市场实时视频显示需求的同时，传统集中式的视频存储是文件式存储系统，将面临诸多方面的挑战。而云系统在网络资源共享、分层存储等方面体现出系列优势，能够适应当前高速公路监控视频发展的实际需求，使得其在高速公路监控视频领域中的应用具有良好的发展前景。本文先是简单分析了高速公路监控视频存储现状分析，后分析了高速公路监控视频中云系统的特征和应用价值，进一步探讨了高速公路监控视频上云系统的应用。
【关键词】 高速公路 监控视频 云系统 应用
近些年来，安防技术在科技快速进步的推动下得以快速发展，并且逐渐有大量的先进监控技术推广应用在高速公路监控系统中，存储系统、视频图像高清化等技术的发展更是日新月异。当前，我国已建成的高速公路中，监控系统都带有存储系统，且主要以文件式存储系统为主。而随着高速公路监控视频质量的提升以及监控范围的扩大，使得传统集中式的文件式存储系统无法满足当前高速公路监控视频的存储需求。而云系统本身在网络资源共享、分层存储等方面具有突出优势，应用在高速公路监控视频上具有独特优势。鉴于此，本文通过分析高速公路监控视频存储现状，进一步探讨了云系统在高速公路监控视频中的特征、应用价值和具体应用具有一定的现实意义和研究价值。
一、高速公路监控视频存储现状分析
近些年来，高速公路监控点位不断增多，且监控视频质量也是不断提高，采用传统的文件式存储系统面临诸多技术层面的问题，集中体现在以下几个方面：
1、高速公路监控往往是全天候监控，使得视频存储文件数据量的增长速度是极速的。同时，视频存储文件受制于系统节点，导致在同一文件夹中的数据无法无限制增加，进而使得高速公路监控视频存储存在容量上限问题而影响高速公路监控视频的保存[1]。
2、高速公路监控视频质量在技术升级的支持下，由原来的标清逐渐上升到高清，单个文件大小也从原来的几百兆节增加到数吉字节，默认32位系统不能直接操作，升级兼容64位可能面临程序框架的升级，整个过程产生了巨大的工作量，且工作难度系数高。
3、高速公路监控视频存储、报警联动等相关业务数据的整合，会产生大量小文件的删除、新增等管理工作，并在磁盘中产生大量的文件碎片。文件碎片若没有及时清理，将会导致系统性能随着时间的延长而变得越来越差。同时，高速公路监控视频文件的实施读写，程序自身也无法及时整理，同样会影响系统性能[2]。
4、高速公路监控视频存储时，绝大部分文件的修改是采用文件尾部追加数据的方式，并不是采用直接覆盖原有数据的形式，使得相关数据在实际运行中无法查询。高速公路监控视频存储完成之后，视频文件的操作限于读，且是按照顺序进行读，进行回放[3]。
二、高速公路监控视频中云系统的特征及应用价值分析
在高速公路监控视频中，云系统的应用具有一定的价值，总结体现在节约成本、处理能力、安全性能等几个方面，具体如下：
2.1节约成本
在高速公路監控视频中，评价、采购、配置和管理存储等是一项系统化的业务。云系统能够完全实现高速公路监控视频存储的完全虚拟化。因此，基于成本角度来说，云系统应用在高速公路监控视频中，能够节约大量的成本，并具有强大的存储和共享功能。在高速公路监控视频存储中，要想将视频文件存储在服务器当中，必须在服务器当中配置相关的硬件和软件，而这些构件的配置必然会增加成本[4]。同时，为了保证软硬件发挥出既有作用，必须聘用专业人士对软硬件进行定期的更新和维护，这必然会增加一定的人力资本。而云系统在高速公路监控视频存储中的应用，则可以解决这个现实性问题，其主要是通过虚拟方式实现存储，能够减少软件和硬件的购置，并且能够直接省略相关的维护和更新，同时能够为相关使用者提供优质服务，这对高速公路单位来说无疑是一种有效的成本节约方式[5]。除此之外，云系统的并行扩容方式和自动识别功能，均在成本节约上具有突出的优势。
2.2处理能力方面
传统的存储接口往往是封闭的，基本是存储系统和业务。云系统在高速公路监控视频系统中的应用，单纯地人工分析显然无法对每一个监测点进行有效监控，这直接彰显了智能系统分析的重要价值。随着SAN存储区域网络技术的发展与应用范围的拓展，实现了服务器的存储设备的有效连接，该方式主要基于太网存储模式，使得其具备更强的扩展能力和可管理，进而使得高速公路监控视频数据在存储、管理、共享等方面具有突出优势。具体来说，云系统能够在保证安全、实用等功能的基础上，满足当前高速公路监控视频对存储系统的稳定性、可管理性、扩展性、性价比等需求，原因在于云系统具有网络节点式、客户终端一体式的特性，使得网络带宽压力能够降至最低，确保高速公路监控视频不受任何影响[6]。同时，在高速公路监控视频存储方面，不同节点的录像保存在本地，实时存储磁盘效率得以大幅度提升，进而能够有效降低磁盘碎片，这不仅有利于高速公路监控视频写入效率的提升，还能够保证在磁盘损坏后，将视频回放影响降至最低。
2.3安全性能方面
云系统在高速公路监控视频存储方面，主要采用基于纠删码或者多副本的分布式离散存储策略进行异地存储。因此，高速公路监控视频无论是面临何种恶劣环境，都不会影响已存储高速公路监控视频的安全性。对于传统的文件式存储系统来说，管理人员需要对不同存储设备进行多界面管理，并且要时刻关注存储容量、管理界面的负载量，若存储硬盘或者服务器出现突然性的损坏，极易造成高速公路监控视频文件的丢失。而在云系统中，即使出现了硬盘损坏问题，也不担心高速公路监控视频文件的安全问题，原因在于硬盘损坏的同时，云系统能够及时迁移和重构，进而能够保障高速公路监控视频文件的安全。除此之外，云系统在实例和协议文档等方面已经趋近成熟。具体来说分布式文件系统最早兴起时间是上世纪七十年代，从早期的NFS发展到当前的Lust Panf等，在系统规模、性能、可拓展性等方面都趋近完善，能够极大地提升高速公路监控视频系统的稳定性。由于当前高速公路监控行业信令已经实现统一，云系统的应用使得高速公路监控视频满足全国大联网的实际需求变得有可能。 三、高速公路监控视频上云系统的应用分析
云系统的核心技术是不同地域的网络信令通信和存储磁盘的存储结构设计。在现有行业中通用的网络单元已经实现了联网协议的统一，这为高速公路监控视频在全国多省联网直接省略了信令不统一的问题。此刻，云系统在高速公路监控视频上的有效应用，只要专注于磁盘级存储结构的设计。当前，云系统在磁盘存储结构方面的特点是整块磁盘分区，不同分区主要按照节点管理、节点索引区、数据区进行分区。在云系统中，高速公路监控视频数据具有一致性、文件式等特征。其中，一致性特征指的是高速公路监控视频在云系统中的存储，主要划分为连续的N个数据块。在高速公路监控视频数据读取时，只要掌握数据的偏移和长度等相关信息，即可在云系统中快速且准确地提取相关信息。而文件式特征，主要是整体构成上体现出来的，同时，仍然可以使用文件式系统的一算算法设计。但是在高速公路监控行业中的存储系统，往往存在一定的数据特性，具有包括两个方面的特点，一是流式，在时间域上可以实现连续实时地追加存储;二是与传统或者现有需求的文件概念存在本质的区别，其可以在任意时段内进行随机查询索引。而现有的普通分布式文件系统节点主要以集中式索引为主，在单路视频流上主要以TB为单位，只能满足于录像计划个数已知情况下的磁盘空间动态划分需求，在面对录像个数未知问题，则无法实现磁盘空间的动态划分。
针对此类问题，流式云存储磁盘存储结构随之应运而生，其结构具体可以划分为若干个区域，具体如下：
（1）Super区域：存储磁盘的一些固定信息，具体包括每个区域的边界信息。
（2）PlanIndex Segment区域：根据国际现行及相关省协议的特点，兼容计可设计动态配置方式，信息往往是存储在磁盘中的固定区域内。
（3）DiskManage Index Segment区域：在用户层中，为了便捷每一路视频流进行磁盘空间的动态划分，应在此区域内存在相关的信息。
（4）Data区域：此区域的主要作用在于存储高速公路监控数据。通常来说，高速公路监控视频数据按照图像帧帧存储，参考Mysql等通用数据库检索方式进行索引。具体来说，每一帧图像按照一定的帧数进行划分，并且固定设计大小进行对齐，这样一来，每一路视频流将在固定大小的大文件数据块内，可以大幅度提升高速公路监控视频的读写效率。
四、结语
总而言之，在高速公路监控视频中云系统的有效应用，无论在网络层的分层逐级分布存储，还是在磁盘存储节点上的每一幅图像的快速索引，相比传统的文件式存储都体现出高效性、安全性、可扩展性等优势。不仅如此，云系统在维护、性能等方面也有突出的优势，使得高速公路监控系统建设难度和成本得以大幅度下降。因此，在高速公路监控视频中，云系统将拥有广阔的应用前景。近些年来，云系统在高速公路监控系统中的有效应用，虽取得了显著成绩，但是在未来的使用中，必须加强云系统应用的深入研究，以满足高速公路监控视频的安全、可靠、智能等实际需求，才能更好地推动云系统技术的进一步发展，并为高速公路监控视频技术的发展提供技术保障。
参 考 文 献
[1]孙文杰.云存储云计算技术在视频监控系统中的应用[J].电子技术与软件工程， 2019（16）：167-168.
[2]肖将.视频监控系统“公有云存储”的解决方案探讨——以浦东机场为例[J].现代信息科技，2019，3（14）：76-78.
[3]叶安君.云存储技术在高速铁路高清视频监控系统中的应用[J].中国铁路， 2018（05）：90-94.
[4]朱世明.面向視频监控系统的云存储运维系统的设计与实现[J].中国信息化， 2018（03）：59-60.
[5]高玉，张玮.基于云存储技术的高速铁路综合视频监控系统研究[J].自动化与仪器仪表，2017（11）：187-190.
[6]任静.基于Hadoop云存储高速公路远程视频监控系统的研究与设计[J].西安航空学院学报，2014，32（05）：60-63.
【关键词】 高速公路 监控视频 云系统 应用
近些年来，安防技术在科技快速进步的推动下得以快速发展，并且逐渐有大量的先进监控技术推广应用在高速公路监控系统中，存储系统、视频图像高清化等技术的发展更是日新月异。当前，我国已建成的高速公路中，监控系统都带有存储系统，且主要以文件式存储系统为主。而随着高速公路监控视频质量的提升以及监控范围的扩大，使得传统集中式的文件式存储系统无法满足当前高速公路监控视频的存储需求。而云系统本身在网络资源共享、分层存储等方面具有突出优势，应用在高速公路监控视频上具有独特优势。鉴于此，本文通过分析高速公路监控视频存储现状，进一步探讨了云系统在高速公路监控视频中的特征、应用价值和具体应用具有一定的现实意义和研究价值。
一、高速公路监控视频存储现状分析
近些年来，高速公路监控点位不断增多，且监控视频质量也是不断提高，采用传统的文件式存储系统面临诸多技术层面的问题，集中体现在以下几个方面：
1、高速公路监控往往是全天候监控，使得视频存储文件数据量的增长速度是极速的。同时，视频存储文件受制于系统节点，导致在同一文件夹中的数据无法无限制增加，进而使得高速公路监控视频存储存在容量上限问题而影响高速公路监控视频的保存[1]。
2、高速公路监控视频质量在技术升级的支持下，由原来的标清逐渐上升到高清，单个文件大小也从原来的几百兆节增加到数吉字节，默认32位系统不能直接操作，升级兼容64位可能面临程序框架的升级，整个过程产生了巨大的工作量，且工作难度系数高。
3、高速公路监控视频存储、报警联动等相关业务数据的整合，会产生大量小文件的删除、新增等管理工作，并在磁盘中产生大量的文件碎片。文件碎片若没有及时清理，将会导致系统性能随着时间的延长而变得越来越差。同时，高速公路监控视频文件的实施读写，程序自身也无法及时整理，同样会影响系统性能[2]。
4、高速公路监控视频存储时，绝大部分文件的修改是采用文件尾部追加数据的方式，并不是采用直接覆盖原有数据的形式，使得相关数据在实际运行中无法查询。高速公路监控视频存储完成之后，视频文件的操作限于读，且是按照顺序进行读，进行回放[3]。
二、高速公路监控视频中云系统的特征及应用价值分析
在高速公路监控视频中，云系统的应用具有一定的价值，总结体现在节约成本、处理能力、安全性能等几个方面，具体如下：
2.1节约成本
在高速公路監控视频中，评价、采购、配置和管理存储等是一项系统化的业务。云系统能够完全实现高速公路监控视频存储的完全虚拟化。因此，基于成本角度来说，云系统应用在高速公路监控视频中，能够节约大量的成本，并具有强大的存储和共享功能。在高速公路监控视频存储中，要想将视频文件存储在服务器当中，必须在服务器当中配置相关的硬件和软件，而这些构件的配置必然会增加成本[4]。同时，为了保证软硬件发挥出既有作用，必须聘用专业人士对软硬件进行定期的更新和维护，这必然会增加一定的人力资本。而云系统在高速公路监控视频存储中的应用，则可以解决这个现实性问题，其主要是通过虚拟方式实现存储，能够减少软件和硬件的购置，并且能够直接省略相关的维护和更新，同时能够为相关使用者提供优质服务，这对高速公路单位来说无疑是一种有效的成本节约方式[5]。除此之外，云系统的并行扩容方式和自动识别功能，均在成本节约上具有突出的优势。
2.2处理能力方面
传统的存储接口往往是封闭的，基本是存储系统和业务。云系统在高速公路监控视频系统中的应用，单纯地人工分析显然无法对每一个监测点进行有效监控，这直接彰显了智能系统分析的重要价值。随着SAN存储区域网络技术的发展与应用范围的拓展，实现了服务器的存储设备的有效连接，该方式主要基于太网存储模式，使得其具备更强的扩展能力和可管理，进而使得高速公路监控视频数据在存储、管理、共享等方面具有突出优势。具体来说，云系统能够在保证安全、实用等功能的基础上，满足当前高速公路监控视频对存储系统的稳定性、可管理性、扩展性、性价比等需求，原因在于云系统具有网络节点式、客户终端一体式的特性，使得网络带宽压力能够降至最低，确保高速公路监控视频不受任何影响[6]。同时，在高速公路监控视频存储方面，不同节点的录像保存在本地，实时存储磁盘效率得以大幅度提升，进而能够有效降低磁盘碎片，这不仅有利于高速公路监控视频写入效率的提升，还能够保证在磁盘损坏后，将视频回放影响降至最低。
2.3安全性能方面
云系统在高速公路监控视频存储方面，主要采用基于纠删码或者多副本的分布式离散存储策略进行异地存储。因此，高速公路监控视频无论是面临何种恶劣环境，都不会影响已存储高速公路监控视频的安全性。对于传统的文件式存储系统来说，管理人员需要对不同存储设备进行多界面管理，并且要时刻关注存储容量、管理界面的负载量，若存储硬盘或者服务器出现突然性的损坏，极易造成高速公路监控视频文件的丢失。而在云系统中，即使出现了硬盘损坏问题，也不担心高速公路监控视频文件的安全问题，原因在于硬盘损坏的同时，云系统能够及时迁移和重构，进而能够保障高速公路监控视频文件的安全。除此之外，云系统在实例和协议文档等方面已经趋近成熟。具体来说分布式文件系统最早兴起时间是上世纪七十年代，从早期的NFS发展到当前的Lust Panf等，在系统规模、性能、可拓展性等方面都趋近完善，能够极大地提升高速公路监控视频系统的稳定性。由于当前高速公路监控行业信令已经实现统一，云系统的应用使得高速公路监控视频满足全国大联网的实际需求变得有可能。 三、高速公路监控视频上云系统的应用分析
云系统的核心技术是不同地域的网络信令通信和存储磁盘的存储结构设计。在现有行业中通用的网络单元已经实现了联网协议的统一，这为高速公路监控视频在全国多省联网直接省略了信令不统一的问题。此刻，云系统在高速公路监控视频上的有效应用，只要专注于磁盘级存储结构的设计。当前，云系统在磁盘存储结构方面的特点是整块磁盘分区，不同分区主要按照节点管理、节点索引区、数据区进行分区。在云系统中，高速公路监控视频数据具有一致性、文件式等特征。其中，一致性特征指的是高速公路监控视频在云系统中的存储，主要划分为连续的N个数据块。在高速公路监控视频数据读取时，只要掌握数据的偏移和长度等相关信息，即可在云系统中快速且准确地提取相关信息。而文件式特征，主要是整体构成上体现出来的，同时，仍然可以使用文件式系统的一算算法设计。但是在高速公路监控行业中的存储系统，往往存在一定的数据特性，具有包括两个方面的特点，一是流式，在时间域上可以实现连续实时地追加存储;二是与传统或者现有需求的文件概念存在本质的区别，其可以在任意时段内进行随机查询索引。而现有的普通分布式文件系统节点主要以集中式索引为主，在单路视频流上主要以TB为单位，只能满足于录像计划个数已知情况下的磁盘空间动态划分需求，在面对录像个数未知问题，则无法实现磁盘空间的动态划分。
针对此类问题，流式云存储磁盘存储结构随之应运而生，其结构具体可以划分为若干个区域，具体如下：
（1）Super区域：存储磁盘的一些固定信息，具体包括每个区域的边界信息。
（2）PlanIndex Segment区域：根据国际现行及相关省协议的特点，兼容计可设计动态配置方式，信息往往是存储在磁盘中的固定区域内。
（3）DiskManage Index Segment区域：在用户层中，为了便捷每一路视频流进行磁盘空间的动态划分，应在此区域内存在相关的信息。
（4）Data区域：此区域的主要作用在于存储高速公路监控数据。通常来说，高速公路监控视频数据按照图像帧帧存储，参考Mysql等通用数据库检索方式进行索引。具体来说，每一帧图像按照一定的帧数进行划分，并且固定设计大小进行对齐，这样一来，每一路视频流将在固定大小的大文件数据块内，可以大幅度提升高速公路监控视频的读写效率。
四、结语
总而言之，在高速公路监控视频中云系统的有效应用，无论在网络层的分层逐级分布存储，还是在磁盘存储节点上的每一幅图像的快速索引，相比传统的文件式存储都体现出高效性、安全性、可扩展性等优势。不仅如此，云系统在维护、性能等方面也有突出的优势，使得高速公路监控系统建设难度和成本得以大幅度下降。因此，在高速公路监控视频中，云系统将拥有广阔的应用前景。近些年来，云系统在高速公路监控系统中的有效应用，虽取得了显著成绩，但是在未来的使用中，必须加强云系统应用的深入研究，以满足高速公路监控视频的安全、可靠、智能等实际需求，才能更好地推动云系统技术的进一步发展，并为高速公路监控视频技术的发展提供技术保障。
参 考 文 献
[1]孙文杰.云存储云计算技术在视频监控系统中的应用[J].电子技术与软件工程， 2019（16）：167-168.
[2]肖将.视频监控系统“公有云存储”的解决方案探讨——以浦东机场为例[J].现代信息科技，2019，3（14）：76-78.
[3]叶安君.云存储技术在高速铁路高清视频监控系统中的应用[J].中国铁路， 2018（05）：90-94.
[4]朱世明.面向視频监控系统的云存储运维系统的设计与实现[J].中国信息化， 2018（03）：59-60.
[5]高玉，张玮.基于云存储技术的高速铁路综合视频监控系统研究[J].自动化与仪器仪表，2017（11）：187-190.
[6]任静.基于Hadoop云存储高速公路远程视频监控系统的研究与设计[J].西安航空学院学报，2014，32（05）：60-63.