智慧城市视频监控云平台解决方案

平安城市视频监控云平台
解决方案
目录
1.视频监控云平台 (5)
1.1.视频监控云存储平台设计原则 (5)
1.2.云存储的规划设计 (6)
1.3.逻辑架构 (7)
1.4.云存储方案 (8)
1.5.云存储详细组网 (10)
1.6.视频云存储方案设计优势 (10)
1.6.1.弹性扩展 (10)
1.6.2.负载均衡性 (11)
1.6.3.安全可靠 (11)
1.6.4.存储网络冗余设计 (11)
1.6.5.硬件级可靠性 (12)
1.6.6.系统级可靠性 (12)
1.6.7.业务连续性 (13)
1.6.8.卓越性能 (13)
1.6.9.数据可靠 (14)
1.6.10.简化管理 (14)
1.6.11.免及时维护 (15)
1.6.12.丰富、及时的告警信息 (15)
1.6.13.特有的自动管理 (15)
1.7.云存储对比IP SAN存储的优势 (16)
1.7.1.分布式云存储性能随容量线性增长，能力远胜IP SAN存储 (16)
1.7.2.分布式云存储扩展能力是IP SAN设备的20倍以上 (17)
1.7.3.分布式云存储可靠性设计远高于传统IP SAN设备 (17)
1.7.4.分布式云存储安防专用数据完整性技术 (17)
2.视频监控平台 (18)
2.1.分控中心 (18)
2.1.1.系统特点 (18)
2.1.1.1.系统应用特点表 (18)
2.1.1.2.端到端的全高清监控应用 (18)
2.1.1.3.基于视频应用的整体交换设备 (18)
2.1.1.4.高速背板与大容量交换 (19)
2.1.1.5.无损数字矩阵切换显示控制 (19)
2.1.1.6.高性能编解码能力 (19)
2.1.1.7.支持大路数的视频交换能力 (19)
2.1.1.8.模块化设计 (19)
2.1.1.9.高集约化与性价比 (19)
2.1.1.10.高可靠性 (20)
2.1.1.11.易扩展性 (20)
2.1.1.12.快速部署 (20)
2.1.2.设备参数 (20)
2.1.2.2.高清网络控制键盘 (24)
2.2.视频平台 (25)
2.2.1.视频共享平台 (25)
2.2.1.1.基本功能 (26)
2.2.1.2.平台联网功能 (32)
2.2.1.3.系统管理功能 (34)
2.2.1.4.运维管理功能 (36)
2.2.2.视频图像信息实战应用平台 (40)
2.2.2.1.总体要求 (40)
2.2.2.2.系统逻辑架构 (40)
2.2.2.3.系统组成 (41)
2.2.2.4.系统特色 (42)
2.2.2.5.基本功能 (43)
2.2.2.6.智能化应用 (45)
2.2.2.7.线索管理 (47)
2.2.2.8.车辆研判 (49)
2.2.2.9.案事件管理 (50)
2.2.2.10.系统管理 (51)
2.2.2.11.对接设计 (52)
2.2.2.12.平台性能要求 (54)
2.2.3.平台设备选型 (55)
2.2.3.1.智能实战平台 (55)
2.2.3.2.流媒体转发服务器 (56)
2.2.3.3.智能视频分析服务器-行为分析检测 (56)
2.2.3.4.智能视频分析服务器-交通事件检测 (58)
2.2.3.5.智能视频分析服务器-视频摘要检索 (59)
3.智能分析平台 (61)
3.1.建设背景 (61)
3.2.建设目标 (61)
3.3.设计原则 (62)
3.4.图像侦查分析系统建设需求 (62)
3.4.1.图像情报研判应用 (62)
3.4.1.1.新增案事件 (62)
3.4.1.2.研判团队建立 (63)
3.4.1.3.涉案视频上传 (63)
3.4.1.4.涉案素材展现 (63)
3.4.1.5.待用素材管理 (64)
3.4.1.6.任务管理 (64)
3.4.1.7.案件串并 (65)
3.4.1.8.案件归档 (65)
3.4.1.9.统计分析 (66)
3.4.2.智能图像分析 (67)
3.4.2.1.历史视频分析 (67)
4.附件：系统配置清单 (77)
4.1.前端配置清单 (77)
4.2.承载网配置清单 (78)
4.2.1.核心传输网络 (78)
4.2.2.接入GPON网络 (80)
4.3.网络配置清单 (83)
4.4.云存储系统配置清单 (95)
1.视频监控云平台
1.1.视频监控云存储平台设计原则
安全可靠性原则
→系统支持分布式架构
→系统支持从硬件层面，数据层面到业务层面高可用，满足可用性原则；
→系统在发生意外情况下，允许超过上限的冗余损坏，在允许丢失部分图像的前提下，仍然保持业务连续性。

→系统具备充分的数据冗余，数据容错能力；
→系统具有专业的技术保障体系以及数据可靠性保证机制；
→系统在存储节点损坏时（包括硬盘，机柜的故障），不会丢失数据；
→系统在发生数据损坏时，有数据自愈能力；
→确保系统具有高度的安全性，提供安全的登录和访问措施，防止系统被攻击；
→异常掉电后不丢失数据，供电恢复后自动重新启动并自动恢复正常连接；
→系统器件选择要考虑能支持7×24小时连续长时间大压力下工作；
扩展性原则
→系统易于扩展，支持10PB级数据存储；
→一键部署，5分钟内完成单节点的系统安装；
→系统在容量扩展时，性能得到提升；
→系统选择标准化的部件，利于灵活替换和容量扩展；
先进性原则
→系统必须严格遵循国际标准、国家标准和国内通信行业的规范要求；
→需符合存储技术以及IT行业的发展趋势，所选用的产品型号已规模上量；
→所有的系统处于先进的技术水平，确保较长时间内技术上不落伍；
→系统的处理能力要达到业内领先，对于本次业务的使用要留有一定的余量，以满足后续升级的需求；
开放性原则
→系统必须支持国际上通用的标准网络存储协议、国际标准的应用开放协议；
→与主流服务器之间保持良好的兼容性；
→兼容各主流操作系统及应用程序；
→可以与第三方管理平台集成，提供给客户定制化的管理维护手段；
→满足今后的发展，留有充分的扩充余地；
→各主流厂家的硬盘均可接入；
易维护性原则
→系统自恢复，通过全局冗余空间，变革维护方式；
→系统支持简体中文，通俗易懂，操作方便、简单；
→系统具有充分的权限管理，日志管理、故障管理，并能够实现故障自动报警；
→系统设备安装使用简单，无需专业人员维护；
→系统容量可按需要在线扩展，无需停止业务；
→系统功能扩充需要升级时，支持不中断业务升级；
→支持WEB管理方式或集中管理方式；
经济性原则
→综合考虑集中存储系统的性能和价格，最经济最有效地进行建设，性能价格比在同类系统和条件下达到最优。

绿色性原则
→满足环保与节能的要求，噪声低、能耗低、无污染；
→必须选用无铅器件；
→有节能降耗的技术手段；
→具备环境管理认证，符合环保规定，包材可回收，支持重复利用。

1.2.云存储的规划设计
1)容量设计
可用容量（TB）= 监控路数* 码流带宽（Mbps）* 每天监控时间（秒）* 保存周期（天）* 冗余比/ 8 / 1024 / 1024
高清视频系统1200个监控镜头，全部是1080P的图像（按照单通道8M计算），存放30天的可用总量∑(TB)＝1200×6Mbps ×3600秒×24小时×30天*1.1÷8÷1024÷1024≈2.5PB
2) 存储模式
根据系统需求，该部分存储区域共划分为三个数据中心存储，将采用统一一套存储系统满足容量需求，需具备N+M 冗余机制，并为每个区域配置独立空间，采用分布式云存储，全局统一命名文件系统和分布式虚拟化存储技术,实现任意存储节点宕机，不影响存储数据的安全性和实时可用性，可以自动恢复数据；兼容通用存储服务器进行存储容量在线实时扩容，存储设备能主动将设备故障消息上报给平台网管系统。

1.3. 逻辑架构
云存储平台系统可分为硬件平台、存储软件系统；
硬件平台：包括网络和物理节点及节点内的硬盘、网卡、NVDIMM 、内存等；
存储软件系统：主要是分布式文件系统和多种增值特性、提供对外共享的NAS 共享服务、性能负载均衡、多种策略管理、提供对整个系统统一管理的管理系统。

应用云存储系统层次架构如下图所示。

NFS/CIFS/POSIX SNMP 硬件层
业务层鉴权认证冗余和自恢复元数据服务
存储策略浏览/检索
负载均衡视频存储存储接口软件层云存储平台
视频管理平台
系统管理外部接口层SIP RTP RTCP 网络、节点（含硬盘、网卡、NVDIMM 、内存）
1.4.云存储方案
结合XX市XX区的实际现状和未来建设的需求，采用视频存储云的方式来进行平安城市视频监控系统的建设规划。

视频监控存储云系统按照地域划分的“三个云存储子域”。

如上图所示，按照数据就近存储和读取的原则，在XX区选择甬江，洪塘，白沙三个派出所建设数据中心，每个数据中心部署一套云存储子域，每个云存储子域都能作为一个单独的视频存储系统提供视频数据的存储、读取、分析等业务。

各业务软件可以根据需要将数据存储到不同的云存储子域中，也可以从多个云存储子域中读取数据，有效的在多个云存储子域间分担了负载压力，各种业务软件可以根据需求就近获取视频数据，节约网络传输的开销。

视频存储云作为平安城市视频监控系统建设的全新模式和系统架构，具备如下的关键特性和能力。

1)视频存储云：
将XX区的存储进行云化，形成视频存储云架构，视频存储云内部将各派出所数据中心的云存储资源划分为不同的云存储子域，各存储子域构建在高带宽低延迟的IP环网上，从而将三个存储子域组合为视频存储云。

各种视频监控业务系统接入到视频存储云中，可根据就近原则，保存到相对应的存储子域中，另外视频存储云可通过统一管理、统一调度、统一分配，大幅提升视频数据的使用效率，降低视频数据的使用复杂度。

2)视频存储云策略化管理：
为保证各种业务在使用视频存储云时的灵活性，可以为接入的各种业务数据设置不同的
存储策略，如：存储数据的冗余级别（根据视频数据的重要程度设置安全级别，最高可达到4份冗余，比RAID6还高两个级别。

3)视频存储云扩展能力强：
为适应视频监控业务的快速发展和视频分析技术的不断发展，需要在存储域、容量、性能、接口等多方面满足后续长期扩展的需求。

所以视频存储云方案考虑以下几个方面的扩展能力：
→视频存储云内部各存储子域的扩展性：
视频存储云内部各存储子域可实现支持分布式架构，通过增加云节点即可不断增加存储子域的容量和处理能力，同时扩展能力的曲线要接近线性扩展，避免系统的瓶颈。

→视频存储云的性能扩展性：
为面向未来的视频分析业务的需求，视频存储云需要具备更强的视频数据读取能力，可在满足高清视频稳定地持续写入的前提下，提供至少4倍以上的视频数据的加速读取能力，大幅提升视频分析业务的运行效率，可在更短时间内完成大量视频的分析处理工作。

→视频存储云的接口扩展性：
视频存储云为满足后续视频数据分析技术的发展，在传统的视频数据存储接口之外还需要支持各种新的接口方式，如：数据库接口：SQL等，大数据处理接口：HDFS、MapReduce、Hbase等。

为保证视频监控云平台的架构稳定和简洁，需要整合多种数据接口在统一的系统中，避免出现多套设备或系统堆叠带来的重复建设和数据类型的转换造成的额外开销。

4)视频存储云可靠性强：
随着平安城市视频监控系统的不断发展，视频数据的重要性不断提高，关键的视频数据不能出现丢失或损坏，视频存储云支持单个存储子域内的多种级别的数据冗余保护机制，从1份冗余到4份冗余，最高可以保证4个云节点故障数据仍然可用。

1.5. 云存储详细组网
交换机交换机接入交换机
核心交换机
上图为单个派出所数据中心内云存储组网，从图中可以看出，和云存储相关有两套网络，一套为云存储内部数据交换网络，一套为业务网络。

其中，云存储内部数据交换网通过各云存储和两台10GE 交换机互联，对于写入云存储的数据都将会切片通过内部数据网络进行分散存储。

业务网络为各云节点和接入交换机连接，然后接入核心交换机，对于前端摄像头数据，经由部署在计算云中的大华流媒体存储服务器，通过业务网络，写入云存储中。

1.6. 视频云存储方案设计优势
1.6.1. 弹性扩展
传统存储系统，无论是较早的单体式（Monolithic ）还是现在的模块化（Modular ）架构，都基于向上扩展（Scale-up ）的设计，这种模式要求以增加处理器等运算资源进行升级以获得对应用性能的要求，往往成本会大于部署大量相对便宜的设备来实现性能的提升。

而且这种提高受到上限的制约，来自磁盘数量、连接数量、缓存大小、控制器数目等方面的约束使得Scale-up 架构存在很大的局限性。

因此，现在的存储设备大多采用Scale-out 存储架构。

企业可以根据需求增加不同的服务器和存储应用，依靠多部服务器、存储协同运算，借负载平衡及容错等功能来提高运算能力及可靠性。

它不再采用集中化的内存和大型控制器模式，而是使用一个个独立的模块，每个模块都具有自己的处理单元、缓存、主机接口和系统。

当性能或容量需求发生改变时可以很方便的进行调整，且当增加或者删减模块的时候可以按照比例。