論民航大容量視頻監控存儲項目設計

葉璇婧

（廈門兆翔智能科技有限公司，福建 廈門 361006）

1 大容量存儲的現狀與需求

隨著近幾年機場業務和安防技術的飛速發展，全世界的反恐形勢越來越嚴峻，民航對安防的要求也越來越高。我國在2017年下半年發布了兩個關于民航安防方面的推薦性規范，大大提高了對民航安防的要求。2017年10月1日開始實施的《民用運輸機場安全保衛設施》（MH/T 7003—2017）和2018年1月1日開始實施的《民用運輸機場航站樓安防監控系統工程設計規范》（MT/T 5017—2017）對民航機場的監控點位要求提高，要求音頻和視頻圖像信息資料的保存時限應不少于90 d。機場監控存儲時間多數都為30 d，甚至少數只有15 d，需要大幅度增加存儲容量。

2 現有存儲技術分析

2.1 存儲編碼協議

現在新的編碼協議一般采用H.265。2013年國際電聯（ITU）正式批準該協議后，2014年初就陸續有H.265的監控產品面世，簡單來說，H.265在存儲方面最大的優勢就是在同等條件下，H.265編碼的視頻大小比H.264減少約50%。各品牌的編碼協議還在H.265協議的基礎上做進一步優化，添加各家私有協議。在國標《公共安全視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》（GB 28181—2016）里，仍采用H.264協議。因此，在與系統對接或與政府的大平臺對接時，極有可能仍采用H.264協議。

2.2 常見存儲設備對比

現有較常見的存儲介質為磁盤和磁帶。

2.2.1 磁帶存儲

磁帶庫是以磁帶為存儲介質，磁帶存儲最大的優點就是可以降低后期的能耗。但劣勢也很明顯，除了讀取速度慢，還有搬運磁帶使用的機械手較容易出現故障，對維護人員要求較高。磁帶存儲常用在監獄看守所（存儲時間1年或更長），出警視頻存儲（辦案視頻保留1年、7年、20年不等）或者作為電子資料存檔長期存儲。

2.2.2 磁盤存儲

現在使用較為廣泛的是磁盤存儲，監控的存儲設備多數采用NVR（網絡視頻錄像機）、FC-SAN（光纖通道集中存儲）、IP-SAN（IP集中存儲）、云存儲等存儲方式。

2.3 存儲系統的應用

2.3.1 選用NVR存儲

NVR存儲因管理較分散，訪問攝像機視頻需登錄到對應的存儲設備，若攝像機數量較多，管理不便。采用NVR存儲系統的存儲設備不超過5臺為宜。就現在航站樓設計而言，采用NVR的機場較少，一般是安全保衛等級四類的機場會根據投資情況，采用NVR存儲。

2.3.2 選用FC-SAN、IP-SAN、云存儲

若監控攝像機數量達到150～200臺以上，推薦采用FCSAN、IP-SAN、云存儲等管理平臺獨立設置的存儲模式。

FC-SAN和IP-SAN存儲最大的區別在于FC-SAN采用光通道傳輸，需要配置專門的SAN交換機；而IP-SAN采用的是電信號傳輸，依賴于常規的TCP/IP網絡，網絡的搭建更為簡單。

云存儲最大優勢是存儲資源的協調利用，對設備擴容可以延長存儲時間，更加便利。云存儲通過每個存儲節點負載均衡，實現虛擬資源調配。云存儲整體的存儲性能展示、數據遷移、冗余備份的靈活性和可靠性，都優于常規的SAN存儲。

2.3.3 選用磁帶庫存儲+磁盤存儲

磁帶庫+磁盤存儲方案利用的是“數據生命周期管理理論”。通常情況下，在其生命周期初期，數據的使用頻率較高，隨著時間的推移，數據重要性會逐漸降低，使用頻率也會隨之下降。選用磁帶庫存儲+磁盤存儲這種方式可以有效避開磁帶庫讀取速度慢的劣勢。主存儲可根據業主使用習慣，選擇存儲15～30 d，備用存儲滿足規范要求存儲90 d。如果選用這種方式，需要根據磁帶庫產品進行綜合考慮。磁帶庫產品除了磁帶架之外，還需配置數據緩存服務器、視頻存儲服務器、控制機柜、機械臂停靠機柜等配套設備。每臺服務器的數據處理性能有限，配置的服務器數量也比較多，整體存儲能耗和機房占地面積并不具有優勢，磁帶庫增加，期相應的備件數量和維保人員數量也會增加。根據已有的應用案例進行分析，磁帶庫存儲更多應用于存儲時間在一年以上或需要長期存檔的文件存儲。

3 新建項目的存儲建設

對于新建的視頻監控安防系統，對存儲部分的選擇主要有3個方面的考慮。

（1）建設規模。當建設規模較大時，為了保證安防網的穩定性和帶寬，在機場這種大面積的區域，一般會設置匯聚交換機實現網絡收斂，監控可考慮在匯聚機房進行分散存儲，緩解存儲流對網絡的壓力。（2）外部對監控系統的需求情況。視頻監控除了常規的監視上墻外，其他使用單位、其他系統或者分控客戶端會調取監控錄像。例如，視頻監控系統需要與安全檢查信息管理系統、出入口控制系統、隱蔽報警系統、入侵報警系統等進行系統聯動，聯動系統較多，聯動的點位也較多，可以采用獨立的管理平臺聯動，從系統調試和后期運行管理，較為便捷。（3）對監控安全等級的要求。機場區域范圍大，分為多個不同等級的區域，需要根據安全等級、管理職責，綜合考慮各個不同區域由統一平臺管理存儲或分散管理存儲。

綜上所述，新建項目的存儲建設，建議存儲采用組合模式。在監控、貨站、機坪等主要的監控區域，對于以后會有較多擴建、擴容改造的項目或監控規模較大的項目，建議采用云存儲技術。對于以后不會有太多改造的項目，可以采用IP-SAN或FC-SAN技術。而對于一些規模小的項目，采用NVR是性價比較高的選擇。各區域相對獨立，也可建設大管理平臺統一管理。

4 改造項目的存儲建設

傳統的民航機場視頻監控系統一般采用磁盤陣列存儲，存儲改造的主要問題在于保證現有存儲的情況下，增加新的存儲。如果原有存儲采用的是云存儲的方式，只要增加與原有云存儲一樣的若干套存儲節點，就可以實現在線動態增加存儲容量。若原有存儲采用的是磁盤陣列存儲，增加存儲時間并不是簡單地增加擴展柜或增加存儲設備。磁盤陣列存儲是將存儲主機及下掛的存儲資源當成一個資源池，變動一個資源池內的存儲配置，需要將原有的存儲區域一起規劃，無法保存原有的視頻，這就需要考慮存儲轉存的問題。

所以需要先將新的存儲設備搭建起來，將舊存儲轉移至新的存儲設備后，再對舊的存儲設備逐個配置規劃。并且每次轉移攝像機的存儲配置后，都要保留原有存儲一段時間。所以這個轉存的周期較長，需要做好規劃。

5 廈門高崎國際機場監控存儲擴容

廈門高崎國際機場原監控存儲采用IP-SAN的存儲模式，根據《民用運輸機場安全保衛設施》（MH/T 7003—2017）的要求，對機場監控進行改造，不僅增加了監控設備，還將原有的不足90 d存儲錄像，延長到90 d。經過各種對比，選擇新建設一套云存儲系統，升級部分原有的IP-SAN存儲設備，并入云存儲系統，同時保留部分無法升級的IP-SAN。

在建設過程中，先升級原有的監控管理平臺，升級后的平臺可管理云存儲，然后搭建云存儲系統，將可升級的存儲設備上的視頻轉存至新的存儲平臺，但原存儲設備需要等待90 d，在系統升級過程中，要保證可查閱的視頻圖像不少于90 d。待90 d后，對可升級的存儲設備進行升級，將升級后的存儲設備并入云存儲系統中，增加云存儲容量。再將原有不能升級的存儲設備視頻，選擇合適路數轉存至云存儲平臺。再等待90 d，將已轉存的存儲設備容量釋放，再做一次遷移。最后剩余部分需要淘汰的存儲設備，需再次等待90 d才能淘汰。至此，經過長時間的轉存和等待，終于完成所有監控視頻的90 d存儲改造工作。

6 結語

廈門機場監控存儲擴容項目充分體現出單機存儲擴容的劣勢，在視頻監控系統日益重要的今天，對長時間視頻的靈活應用、大數據分析、快速查詢、資源合理分配越來越重要，視頻監控的云存儲也日益凸顯它的優勢。