本文選自核心期刊《公路交通科技》，從規(guī)劃、設(shè)計、施工、科研到管理方面，《公路交通科技》都緊密結(jié)合工程實際推出相關(guān)報道，為我國在公路交通工程建設(shè)作出了應(yīng)有的貢獻。特別是國家重點工程 項目，也提供了大量的可參考與借鑒的科技信息。為我國各省、市交通廳、公路局、高速公路指揮部以及各施工、監(jiān)理單位和從事公路交通建設(shè)的規(guī)劃、勘測設(shè)計、 科研、管理、養(yǎng)護和建設(shè)管理的人員提供全方位服務(wù)。

　　摘要：視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為一種直觀、實時、準確的維護管理應(yīng)用系統(tǒng)，在鐵路工程建設(shè)、運營、防災(zāi)減災(zāi)、以及治安維護中起到了至關(guān)重要的作用。本文通過對鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)具體特點的分析，結(jié)合DAS、NAS、SAN三種存儲技術(shù)的比較，簡要總結(jié)了鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)中存儲方案的合理選擇。

　　關(guān)鍵詞：鐵路,綜合視頻監(jiān)控,存儲技術(shù)

　　一、鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　�。ㄒ唬╄F路視頻監(jiān)控系統(tǒng)特點

　　新建的鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用視頻編碼及視頻分析技術(shù)，實現(xiàn)低碼流下高清晰視頻圖像采集、編碼、傳輸、錄像、轉(zhuǎn)發(fā)及自動報警等功能。作為安全防范手段，鐵路視頻監(jiān)控的作用主要集中在三個方面：事前預(yù)警、實時瀏覽和事件回溯。其中，事件回溯在目前的視頻監(jiān)控應(yīng)用中最普遍也最為重要，對監(jiān)控圖像進行有效存儲是視頻監(jiān)控系統(tǒng)非常重要的一個環(huán)節(jié)。隨著鐵路網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的逐步普及，IP監(jiān)控存儲技術(shù)也得到了快速發(fā)展。

　　（二）視頻系統(tǒng)存儲方案的比選

　　1、分散存儲

　　采用分散存儲方案時，圖像信息在本地（鐵路沿線各視頻采集點）直接存儲。該方式的特點是系統(tǒng)不需要將所有圖像實時上傳（僅對中心需要同時顯示的圖像上傳），傳輸帶寬大大節(jié)省，前端各點存儲容量較小，且不會出現(xiàn)因傳輸通道故障而發(fā)生存儲事件的時間空白。但該方式組成設(shè)備節(jié)點較多，設(shè)備分布較廣，維護管理工作量較大。

　　2、相對集中存儲

　　采用相對集中存儲方案時，圖像信息匯聚在車站，由車站進行信息的存儲和管理。該方式特點是系統(tǒng)組成相對簡潔、維護管理相對集中便捷，但占用較大傳輸帶寬容量（車站至視頻采集點）。且當(dāng)傳輸通道發(fā)生故障時，將出現(xiàn)該傳輸通道區(qū)域內(nèi)的視頻信息丟失。

　　3、集中存儲

　　采用集中存儲方案時，圖像信息統(tǒng)一上傳至路局/客專調(diào)度所進行集中存儲和管理。該方式的特點是系統(tǒng)構(gòu)成最簡、維護管理高度集中，但占用大量的傳輸帶寬容量（路局/客專調(diào)度所至視頻采集點）。且當(dāng)傳輸通道發(fā)生故障時，將出現(xiàn)該傳輸通道區(qū)域內(nèi)的視頻信息丟失。

　　4、存儲方案比選

　　視頻系統(tǒng)前端采集點除分布在沿線各客運車站、貨運車站、編組站等相對集中的重點區(qū)域外，還廣泛分布于鐵路局分界口、鐵路公安處管轄分界口、沿線牽引變電所、分區(qū)所、AT所、開閉所、配電和變配電所、公跨鐵立交橋、長大隧道兩端、正線途徑的重點橋梁、沿線設(shè)備機房院落、GSM-R基站、信號中繼站、路基地段、高架橋梁的維修梯、自然災(zāi)害多發(fā)區(qū)、治安復(fù)雜去、交叉路口、牽出線的調(diào)車作業(yè)點、岔線經(jīng)與正線的連接點等。

　　分散存儲、相對集中存儲、集中存儲三種存儲方案各有其優(yōu)缺點。結(jié)合鐵路工程特點，建議優(yōu)先選用相對集中存儲方案。

　�。ㄈ�）存儲技術(shù)分類及各自特點

　　主流的存儲技術(shù)有DAS、SAN或NAS。

　　1、DAS

　　DAS（DirectAttachedStorage——直接附加存儲）是指直接連接在各種服務(wù)器或客戶端擴展接口下的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。

　　DAS具有以下特點：

　�。�1）存儲設(shè)備直接連接到各種服務(wù)器或客戶端。

　�。�2）依賴于服務(wù)器，其本身是硬件的堆疊，不帶有任何存儲操作系統(tǒng)。

　�。�3）每臺客戶端或服務(wù)器單獨擁有自己的存儲磁盤，容量再分配困難。

　　2、NAS

　　NAS（NetworkAttachedStorage—網(wǎng)絡(luò)附屬存儲）是一種基于LAN（局域網(wǎng)），按照TCP/IP協(xié)議進行通信，以文件的I/O（輸入/輸出）方式進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)文件存儲及文件備份設(shè)備。

　　NAS具有以下特點：

　�。�1）服務(wù)器或客戶端利用普通以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與存儲設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享及快速備份。

　�。�2）部署簡單快捷

　�。�3）多方位的高擴展性

　　3、SAN

　　SAN(StorageAreaNetwork——存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò))是指采用光纖通道(FibreChannel)技術(shù)，通過光纖通道交換機連接存儲陣列和服務(wù)器主機，建立專用于數(shù)據(jù)存儲的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。

　　SAN具有以下特點：

　�。�1）服務(wù)器或客戶端通過光纖交換機網(wǎng)絡(luò)連接存儲設(shè)備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速備份與共享。

　�。�2）可實現(xiàn)靈活的存儲設(shè)備配置。

　�。�3）提高了數(shù)據(jù)的可靠性和安全性。

　�。ㄋ模┫鄬�集中存儲方案選用存儲技術(shù)性價比分析

　　視頻系統(tǒng)采用相對集中存儲方案時，究竟選用哪種存儲技術(shù)是最優(yōu)的呢？由于SAN成本高、標準尚未確定，不適合廣泛應(yīng)用于鐵路視頻系統(tǒng)，這里只對DAS和NAS進行對比分析：

　　1、數(shù)據(jù)存儲與備份能力的優(yōu)劣分析

　　現(xiàn)在市場上的DAS產(chǎn)品采用的都是臺式機的CPU作為中央處理器。而NAS產(chǎn)品則基本上采用的都是嵌入式、低能耗的專業(yè)CPU。同等情況下，專業(yè)CPU要比臺式機的CPU工作效率更高，如數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換存儲比較快。所以說，在類似的應(yīng)用環(huán)境中，NAS數(shù)據(jù)存儲效率比較高。特別是有海量數(shù)據(jù)要存儲，而且數(shù)據(jù)存儲與讀取的頻率比較高，此時采用NAS往往可以在很大程度上提高數(shù)據(jù)處理的效率。

　　另外在數(shù)據(jù)備份上，NAS也有比較出色的表現(xiàn)。這主要是因為現(xiàn)在市場上主流的NAS產(chǎn)品采用的都是專業(yè)的備份軟件。為此在數(shù)據(jù)備份的效率、安全性上會更加的有保障。而且靈活性也比較高。如可以實現(xiàn)不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)備份等等。而DAS一般需要用戶自己去選擇第三方的備份工具，或者采用RAID磁盤陣列的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余備份。這種方式在安全性上或許可以保證，但是在備份效率與靈活性是是很難跟配套的專業(yè)備份軟件相比的。

　　2、數(shù)據(jù)安全性上的優(yōu)劣分析

　　NAS技術(shù)中，服務(wù)器與實際的存儲設(shè)備是分開的。也就是說，在硬盤等存儲設(shè)備與客戶端之間存在著一個網(wǎng)絡(luò)附加存儲服務(wù)器。如此的話，當(dāng)服務(wù)器如果出現(xiàn)故障癱瘓的話，NAS存儲方案中仍然可以通過其它可用的主機來讀取存儲設(shè)備中的數(shù)據(jù)。而如果采用DAS技術(shù)的話，往往服務(wù)器與磁盤陣列柜是在一起的。也就是說，磁盤陣列是一臺依賴于服務(wù)器的設(shè)備。此時如果服務(wù)器發(fā)生故障癱瘓的話，必須要服務(wù)器修復(fù)后才能夠使用。由于DAS將服務(wù)器與存儲設(shè)備的命運緊密的連接在一起，而NAS則將服務(wù)器與存儲設(shè)備獨立開來，其安全性會更加有保障。不過在DAS也可以通過其它的方式，如服務(wù)器冗余等方式來提高服務(wù)器自身的可用性。只是這么做的話，要增加額外的投資。

　　在數(shù)據(jù)安全性上另外一個因素就是在容災(zāi)性上。對于這一點這兩個方案各有特色。對于NAS存儲方案來說，在遠程容災(zāi)備份上有比較出色的表現(xiàn)。因為采用NAS網(wǎng)絡(luò)附加存儲的話，不需要采用專門的光纖網(wǎng)絡(luò)，而且可以允許兩端采用不同的存儲設(shè)備。如一段采用硬盤，另一端則采用磁盤。所以采用NAS方案時可以更加容易、更加簡便的實現(xiàn)遠程容災(zāi)備份。不過在局域網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)異地備份的話，NAS并沒有多大的優(yōu)勢。相反由于DAS采用磁盤陣列技術(shù)，本身就可以在一定程度上實現(xiàn)容災(zāi)的要求。如在磁盤陣列中，即使損壞一塊硬盤，那么服務(wù)器仍然可以根據(jù)一定的規(guī)則自動修復(fù)數(shù)據(jù)，而不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失等等。筆者認為，如果在本地容災(zāi)備份上，DAS比NAS的優(yōu)勢更加明顯。

　　二、結(jié)論

　　從以上分析中可看出，采用NAS技術(shù)的相對集中存儲方案是解決現(xiàn)階段鐵路視頻系統(tǒng)建設(shè)的合理方案，并且在工程中會得到越來越廣泛的應(yīng)用。

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