城市軌道交通車載視頻存儲方案選擇

王 言

（中鐵上海設計院集團有限公司，上海 200070）

1 概述

城市軌道交通列車車廂屬于公共安全監視范疇，新規范對列車視頻存儲時間提出了更高的要求，視頻錄像信息保存九十天已經是主流的需求。由于列車設備安裝空間有限，車載視頻由以前一般性滿足十五天存儲要求提高至九十天，如何利用有限的安裝空間滿足視頻存儲要求是需要進一步解決的問題。本文對城市軌道交通中車載視頻按照不少于九十天存儲進行方案比選與探討。

2 全國部分城市車載視頻存儲情況

經調研，國內部分城市自2016年后新建線路車載視頻存儲時間為90天，可采用在列車上設置硬盤存儲。部分城市如深圳、廈門等正在研究5G轉存技術的應用。國內部分城市線路車載視頻存儲應用情況見表1。

表1 部分城市線路車載視頻存儲應用情況

由上表統計情況可知，2016年后全國多城市響應反恐法要求，車載視頻存儲時間按照滿足90天進行存儲。其中車輛專業招標多采用90天1+1冗余備份考慮，通信專業招標項目結合各地業主需求，視頻存儲時間采用90、90+N、90+90天等。

3 車載視頻9 0 天存儲方案選擇

以西安軌道交通5號線為例，結合當地項目情況及實際需求，車載視頻存儲按照90天冗余方式考慮。車載視頻監控系統按照單列車6節編組共設置28個攝像機考慮，其中24套車載客室攝像機、2套行車記錄儀攝像機、2套司機室魚眼監控攝像機、2套視頻存儲主機、2套車載播放控制器、2套觸摸屏、車載局域網絡等設備組成。其攝像機安裝位置、類型、用途見表2：

表2 攝像機配置說明

全列車28個高清攝像機視頻存儲，考慮視頻存儲量較大，建議按照2 Mbit/s碼流進行存儲。可采用集中式存儲或分布式存儲兩種方式。

3.1 集中式存儲方案

3.1.1 集中式存儲方案介紹

集中式存儲過程中，在首、尾司機室各增設冗余存儲的硬盤錄像機，兩個司機室的硬盤錄像機同時存儲。系統按照每天運行18小時，連續存儲90天的方式存儲全列車各客室和首尾司機室的視音頻數據。

3.1.2 硬盤容量計算

圖像數據在25幀/秒的狀態下傳輸速率為2Mbit/s。每個攝像機1小時記錄數據量=2Mbit/s÷8×3600（秒）=900M

每個攝像機18小時記錄數據量=900×18（小時）/1024=15.8G

每個攝像機90天18小時記錄數據量=90×15.8G=1423.8G

全列車28個攝像機90天18小時記錄數據量=1423.8×28/1024＝38.9TB

考慮硬盤格式化，硬盤錄像機實際硬盤需求為38.9TB÷0.93≈42TB

此方案在車頭、車尾集中存儲量過大，由于司機室空間局限，故而不建議采用此類存儲形式。

3.2 分布式存儲方案

3.2.1 分布式存儲方案介紹

分布式存儲即在每個客室設置硬盤錄像機，將視頻分散存儲在各個客室，就近對各攝像機監視的圖像進行實時錄制、本地存儲。

各客室視頻文件存儲在各客室硬盤錄像機，首、尾司機室攝像機監視圖像存儲在就近客室硬盤錄像機。

考慮到視頻存儲冗余存儲，計劃Tc1（首司機室、1號客室車廂）與Mp1（2號客室車廂）車互為存儲冗余，M1（3號客室車廂）與M2（4號客室車廂）車互為存儲冗余，Mp2（5號客室車廂）與Tc2（6號客室車廂、尾司機室）車互為存儲冗余。綜上所述首司機室、1號客室車廂、2號客室車廂需存儲10個攝像機90天內18小時的視頻；5號客室車廂、6號客室車廂、尾司機室需存儲10個攝像機90天內18小時的視頻；3號客室車廂、4號客室車廂車硬盤錄像機需存儲8個攝像機90天內18小時的視頻。

3.2.2 硬盤容量計算

系統按照每天運行18小時，連續存儲90天的方式存儲全列車各客室和司機室的視音頻數據。在25幀/秒的狀態下傳輸速率為2Mbit/s。

每個攝像機1小時記錄數據量=2Mbit/s÷8×3600（秒）=900M

每個攝像機18小時記錄數據量=900×18（小時）/1024=15.8G

每個攝像機90天18小時記錄數據量=90×15.8G=1423.8G

（1）Tc1、Mp1車及Tc2、Mp2車硬盤錄像機存儲10個 攝 像 機90天18小 時 數 據 量＝1423.8×10/1024＝13.9TB

考慮硬盤格式化，Tc1、Mp1車及Tc2、Mp2車硬盤錄像機實際硬盤需求為13.9TB÷0.93≈15TB

所以Tc1、Mp1車及Tc2、Mp2車硬盤錄像機建議采用4塊4TB固態硬盤進行存儲。

（2）M1、M2車硬盤錄像機存儲8個攝像機90天18小時數據量＝1423.8×8/1024＝11.1TB

考慮硬盤格式化，M1、M2車硬盤錄像機實際硬盤需求11.1TB÷0.93≈12TB

所以M1、M2車硬盤錄像機建議采用3塊4TB固態硬盤進行存儲。

3.3 兩種方案比較

由于集中式存儲方案視頻存儲量過大，為了節約車內空間，故而建議在西安軌道交通5號線車載視頻存儲中可采用分布式存儲方式。較集中式存儲方式而言，分布式存儲利用多臺存儲硬件分擔存儲負荷，它不但提高了系統的可靠性、可用性和存取效率，還易于擴展，將通用硬件引入的不穩定因素降到最低。

4 結束語

本文對軌道交通車載視頻存儲方案進行了比選及研究，對于列車內視頻存儲量大、空間有限的實際情況，推薦采用分布式存儲方式。在實際工程項目中，需結合當地項目需求，積極與車輛協調是否滿足足夠安裝空間，緊跟最新技術發展情況合理選擇方案。