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地铁电视监控图像集中存储系统网络设计

2011-03-28 09:40:54 来源:hc360 责任编辑: yydcps 收藏本文
近期国务院又批复了22个城市的地铁建设规划,对电视监控视频图像存储在反恐、日常管理和高清数字监控发展提出更高要求,现在我国已建的大部分地铁电视监控图像存储在车站采用传统DVR硬盘录像机录像,硬盘发生故障,没有RAID保护机制,监控图像丢失,可维修时间增加,存放硬盘空间小,录像时间少,不易扩容,数字高清摄像机录像无法接入------

  中央存储的视频流。以太网交换机到视频服务器和光纤SAN交换机占用带宽64×2Mbps=128Mbps,SAN交换机接视频服务器,SAN交换机光口接中心光纤SAN交换机,同时SAN光纤存储网均采用4GB光纤通道,完全满足存储的需要。


  录像回放视频流。从光纤SAN存储设备开始,经过网络以单播的方式到一个合法用户使用的控制终端的打开窗口。


  由于编码器产生的视频流码率为2Mbps,因此计算网络视频录像服务器的处理性能按2Mbps计算。


  视频管理服务器(含录像管理)按照接入64路视频计算。录像回放比例按照7:3,那么录像需求带宽的公式如下:


  MEPG-4录像带宽(MB)=摄像机数×2Mbps÷8


  总带宽要求(MB)=录像带宽÷0.7


  计算方法:


  视频管理服务器录像带宽(MB)=64×2Mbps÷8=128Mbps÷8=16MBps


  视频管理服务器回放带宽(MB)=录像带宽(MB)÷0.7×0.3=6.86MBps


  1Byte=8bit


  同时SAN光纤存储网均采用4GB光纤通道,完全满足存储的需要。


  3、存储量计算公式


  每路数字视频流在4CIF@25IPS的情况下峰值带宽按照MEPG-4编码方式码率2Mbps,每种类型摄像机存储量的计算公式如下:


  摄像机总存储量(TB)=摄像机数×视频带宽(bps码流)×录像时间÷{8(b变B)×1000(B变K)×1000(K变M)×1000(M变G)×1000(G变T)}


  录像时间=3600(秒)×每天需存储小时数×需存储天数


  在此需要明确一些基本的流量和存储量的转换问题,通常:


  视频流量的1Kbps=1024bps,1Mbps=1024Kbps,1Gbps=1024Mbps,1Tbps=1024Gbps;


  存储容量的1KB=1000Byte,1MB=1000KB,1GB=1000MB,1TB=1000GB;


  而只有1Byte=8bit是视频流量和存储容量的最基本而且统一的单位。因此,两种进制之间均需要换算到Byte之后才能进行流量和容量的换算。


  从数据安全角度考虑,在每次写入512字节时会加入8字节的校验码,以此保证数据的完整性。在地铁监控项目中,由于采用相对集中的SAN存储系统,因此视频数据量非常庞大,所以8字节的校验码占用硬盘空间也不是可以忽视存储量,这些问题也成为存储容量规划时必须考虑的一个因素,选择的磁盘类型均为1TBSATA磁盘,所以1TBSATA磁盘的存储可用存储视频图像容量经计算为917GB。


  在地铁监控项目采用RAID5(9+1)的数据保护方式是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案性,9块1TB硬盘需1块1TB硬盘镜像备份,而RAID5(9+1)的实际可用空间约等于917GB×9=8253GB。


  以1110路摄像机为例,每路数字视频流在4CIF@25IPS按照MEPG-4编码方式码率2Mbps,存储7天,计算集中存储磁盘阵列所需1TB硬盘个数:


  摄像机总存储量(TB)=1110路×2×1024×1024(bps码流)×3600(秒)×24小时×7天÷(8×1000×1000×1000×1000)=176TB


  硬盘备份176÷9=20TB,176TB+20TB=196TB


  8字节的校验码占用硬盘空间:1000-917=83GB,196×83÷1000=16TB


  磁盘阵列所以需1TB硬盘:196+16=212块


  结束语


  地铁电视监控系统很快会进入高清时代,高清百万像素网络摄像机监控的图像更加清晰和细腻,对地铁车站监控,既要求摄像机能大范围的控制人流的动向,又要求在录像回放中能够识别人物的脸部特征,监控图像需大量存储空间,FCSAN和IPSAN是高清监控基础,它的高扩展性、高可靠性、低维护成本是今后地铁电视监控的选择。
 

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