平安城市视频监控行业解决方案

第一章 视频监控行业解决方案1 平安城市视频监控行业存储解决方案1.1 平安城市视频监控行业现状随着城市现代化建设的加速发展，城市治安管理的日常防控和应对重大恐怖、灾害等特殊突发公共事件的安全防范压力愈来愈大，国内很多城市的治安视频监控系统 的建设规模及管理方式并不能满足日常指挥调度和技术防范要求以及应对突发公共事件和组织重大保卫警卫活动的需求，建设城市社会治安监控系统被列入到很多城市的建设规划中。构建和谐社会这是中国政府近期内勾勒出的美好蓝图，同时也是经济发展、人们生活的必然需求。其中，“平安” 是和谐社会的保证，和谐社会也需要“平安”。打个比方，如果我们将和谐社会比喻成一曲交响乐，“平安”就是其“音符”，而“打造平安城市”这一乐曲，也就在构建和谐社会的乐章中越来越响亮地被演奏出来。 1.2 平安城市视频监控行业存储需求分析平安城市的监控根据城市规模的大小可分为二级或者三级监控中心，每个监控中心可根据各地的行政区域进行划分。每一级的监控中心都可以对所属监控信息进行存储、备份、回放、转发、报警处理等管理，从而建立一个一级存储、多级备份的视频存储架构。1. 一级监控中心设立在各地派出所，主要负责对其辖区的监控信息进行管理，系统中的大部分摄像头都接入到该级监控中心。在这一级监控中每个地方差异较大，地理环境、经济发展情况、各种事件的发生频率都不一样，监控点的接入方式也是多种多样的，从数据的安全和集中管理的角度考虑，我们建议各地派出所的数据通过网络传输到二级监控中心。2. 二级监控中心设立在公安分局的报警监控中心，该级监控中心主要是管理一级监控中心，同时对一些比较重要的监控点进行实时录像或定时从前端的存储设备提取录像进行备份，可采用的录像NVR系统。在保证不间断录像前提下，也同时保证录像的实时查询。录像备份系统则在设定的时间段内从前端的存储系统中提取指定类型的录像资料进行备份存储。在该级监控中心，虽然只是针对重要的视频进行存储和备份，但由于基数较大，因此对存储空间的要求也较大，同时要保证录像资料的安全性，从经济的角度考虑可采iSCSI存储设备。3. 三级监控中心设立在市一级的报警监控中心，该级可对一级、二级监控中心进行管理，由于该级是城市监控的最高一级，对存储的要求不仅仅是容量，对数据的安全性和可扩展能力都有较高的要求。该级存储中心主要对最重要的视频数据进行备份存储，因此对存储设备可选用iSCSI 或FC-SAN。1.3 用户面临的问题城市安全监控工程，是响应党和政府的号召，保护人民群众生命财产安全的一个重大工程，是一个跨地域、跨行业、跨应用的综合性治安防控网络。项目涉及到政府机关、银行、学校、公共场所、居民小区、车站、网吧、医院、商场、宾馆的视频监控千余点数。 存在以下风险1、 数据的完整性无法保持一致。2、 数据没有实现集中的存储，分散的数据管理复杂，而且以后存储空间的扩充也比较麻烦，不但要停机，而且还要承担扩容带来的数据丢失的风险。3、 数据存档的有效性无法保障，当备份量较大时，时间较长，而且磁带和磁盘空间均有一定的限制。无法保障数据的可恢复性。4、 当管理人员出差，则备份无法进行正常备份。有可能出现数据风险。5、 备份介质的有效性，通过手工方式无法对磁带读写错误进行检查，如果磁带介质出现错误，则数据无法恢复。6、 针对出现故障，无法保障在短时间内对系统进行恢复。7、 未来业务发展后的多级容灾问题。8、 每个主机出现故障都会影响到业务和附属单位的影响。1.4 平安城市视频监控系统UIT解决方案 “平安城市”项目采用集中的数据存储方案，采用IP SAN的存储结构体系构建一个虚拟化的存储池，用多台BS2000e存储设备组成一个虚拟组，存放所有关键数据。我们用多台BS2000e构建成一个虚拟的存储池，对管理人员而言相当一个容量极大存储空间，虚拟化的存储池对外服务器提供一个虚拟的组IP地址访问，根据应用系统的需要在BS2000e所构建的虚拟存储池里为每个服务器划分单独的或者共享的数据分区来分别映射到服务器端。分区的划分和映射非常简单和灵活，并根据需要可以把分区动态的扩容。详细示意图如下：（图一）平安城市视频监控示意图BS2000e通过普通千兆以太网线和服务器的千兆以太网卡相连，连接模式比较简单，部署也方便，即使增加新的服务器也可以立即加载进来，不需要再外购其它设备。1.5 方案特点“平安城市”视频监控数据安全以及业务高可用系统环境形成了一个包括多种软件系统及多个的硬件系统组成的系统环境，同时其主要系统能够达到724小时不间断运行的要求。1.6 优势分析BS2000e作为UIT最新的ISCSI产品具有高容量，大带宽。可并发读写等多个特点。其中使用ISCSI接口可以保证监控网中的所有数据互连互通，不会造成数据孤岛。 UIT BS2000e采用最新的SATA/SAS技术与成熟的iSCSI技术, 全冗余模块化的设计来提供更高的可靠性。从而满足监控系统在低成本的基础上对大容量和高吞吐量的存储性能要求。在平安城市监控系统中主意优势有以下几点：1) 实现了集中管理，统一监控，可以进行724小时全天候的实时监控。2) 同时综合成本低，不需为监控系统独立布线，视频、音频、控制均通过网络同时传输，安装周期短、维护方便、扩容能力强，由UITBS2000e存储设备为用户提供强有力的数据存储保护，解决用户针对数据安全的后顾之忧。 3) 系统扩展能力强，组网灵活，可根据用户的网络实际情况和具体要求进行组网，并可迅速将新的监控点加入到现有网络中，轻而易举地实现远程视频监控。 4) 软件系统功能强大，全数字化录像方便保存和检索等。5) 安全性高，网络视频监控系统安全性除了基本的防攻击、防止非法侵入、防病毒等要求之外，还需要保证只有合法用户可以访问和使用网络视频监控系统提供的服务，保证用户只能管理自己设置的监控点的前端子系统设备，查看有权限使用的监控点的视频监控图像，进一步保证使用者的安全。1.7 适用环境平安城市项目是一个特大型、综合性非常强的管理系统。该系统适用于在各个省、市、县三级开展报警与监控系统建设的工程。2 矿山监控解决方案2.1 矿山视频监控行业现状煤炭采掘行业产量难以核实，计量不准确，税务部门很难掌握其生产情况，税务部门在加强煤炭行业税收征管方面尽管采取了多种措施，但是煤炭行业税收管理中的问题仍没得到根本的解决，煤矿企业偷逃税款的现象比较严重税款流失严重，煤炭行业已成为税务管理的一个难点。据国内一产煤大省有关部门的调查报告显示：这个省“小煤窑”一年偷逃的国家税款保守估计也在亿元以上。2.2 用户面临的问题煤矿企业税收到底为什么这么难管，主要存在以下三大原因：1、是煤炭行业生产经营情况复杂，税务机关不易控管。煤炭生产属地下作业，生产时间、工人数量、产量难以监控；各种煤矿矿井深度不一，材料耗用与产量存在诸多不可比因素，多数煤矿全靠人工推算，误差较大，不能作为准确核定产量的依据。 2、财务核算不健全，征税依据取得难。煤炭生产行业除少数国有、集体企业外，大多为个体经营，账务不健全，较难准确掌握其收入和费用。即使一些煤矿有一些原始凭证资料，如煤炭工人工资表、每班出煤统计册等资料，也经常被煤炭业主藏匿或者销毁，使税务机关难以取得准确的征税依据。3、煤矿企业尤其是小煤矿业主纳税意识不强。煤矿企业尤其是小煤矿业主普遍缺乏纳税意识，不能主动、全面申报，总是想方设法逃避纳税，而且在经营中多数采用现金交易，不开发票，很难查实其应税收入。为了加强煤炭企业税务管理，掌握准确的计税依据，依托信息化这一科技手段，很多集成商开发出了对煤矿产量进行实时监控的“煤矿税收监控管理系统”，走出了煤炭税收征管面临的怪圈。2.3 矿山视频监控系统UIT解决方案矿山远程监控系统将每个视频终端放于各个矿区的出入口用于采集视频资料，产量监控设备采集产量数据，然后通过光纤传递到地区级监控中心。地区级（国税）监控中心可以通过光纤专网定时将产量数据进一步上报汇总到市国税局的监控中心。对于市国税局的领导来说，可以直接在国税局的监控中心随时查看各个矿区的实时监控图像或监控录像，一旦矿区出现问题，极大地方便了国税局的领导在后方指挥部署的决策过程。同样地，对于各市区县国税局来说，位于本地的监控中心可以看到本地区所管辖矿区的生产工作状况，也可以对实时监控进行录像、语言对讲，以便于领导的抽查检验。系统采用了网络化的数据、视频监控技术，这样可以提高监控效率和管理水平，同时也大大提高了监控系统整体投资的经济性。市局已经铺设了数字化的光纤传输网络，在各矿区点可以提供10/100/1000M 的以太网接口，同时各级监控管理局也有专门的数据传输线路。（图一）煤矿业视频监控系统示意图对于矿业产量监控系统来说，数据的储存是很重要的，在本方案中，分布在各个矿井的监控终端将各种监控信号（包括称重系统的称重数据，摄像头的流媒体和图片数据，和对安全的温度，气体含量等测试数据）进行不间断的采集，并将其数据传输给区县级的监控中心，我们对产量数据在本区监控中心存储后还要定时异地备份在市区监控中心，确保数据的安全；视频数据根据需求，各个区县监控中心存储本区县十分之一重要矿区视频数据，存储数据量为30 天；图片数据存储在区级监控中心，存储时长为2 年。数据存储主要包括产量数据的存储、图片数据的存储以及视频流数据的存储，产量数据和图片数据存储于应用服务器的数据库中。针对具体情况，我们按照每个县区500 个终端监控点来估算监控中心的硬件配置。2.4 方案特点及优势分析本方案的特点及优势如下：l 产量数据存储针对产量数据，参考以往的应用经验，假设全省总共1000 余家矿井，每年数据的存储量大概在1G 左右，所以说应用服务器配备6 块146GB 硬盘，完全可以满足产量数据10 年的存储。l 图片数据存储针对图片数据，由于大部分为皮带秤，皮带秤的数据是定量发送，即累计达到一定重量以后再发送，可以估算为5 分钟发送一张图片，考虑到终端作弊或者破坏时抓拍图片的频率，估算为每4 分钟抓拍一张图片，每张图片占用空间为25K，一年当中图片占用空间估算为：108G，配备的磁盘阵列阵列在存储视频流数据余下的空间完全能够保证图片数据存储两年以上。l 视频流数据存储针对视频流数据，视频管理中心软件可以根据画质设置多个录像档位，在保证画质的前提下，按照一个视频监控点一个小时占用200MB空间，一个县区十分之一重点矿井即50 个录像，一个月占据的存储空间为7.2TB，配备8T 的磁盘阵列完全可以满足视频流数据存储的要求。l 存储设备选取在此方案中，采用了3层的存储架构，数据的分布为分散集中式，每天都会有大量的数据从区县的存储转移到市中心，而市中心存储也有一些数据需要下传给下级的存储。所以在采用IP网络作为主要传输网的远程矿山系统里，选用IP存储最为便利。这次采购我们采用UIT BS3000E 作为中心存储设备。BS3000E 的高稳定性（全冗余设计），高带宽（最大400MB/sec）及高扩展性（51 块盘）完全能满足企业级的存储需求。另BS3000E 丰富的存储附加功能和强大的性能能提供更好的扩展性和兼容性。BS3000E 磁盘库提供SATA 磁盘、IP 存储交换等一系列存储技术。IP 磁盘库支持存储、安全备份、数据容灾等技术，能避免天灾、人为操作失误等带来的损失。存储交换技术可实现高性能扩展，IP 磁盘连接技术科实现大容量扩展。UIT 磁盘库技术让存储备份容灾系统使用灵活、简单、方便。磁盘库采用光纤卡直接与前置机服务器连接，接收视频流数据；通过交换机与应用服务器连接，接收数据库备份。BS3000E 新款磁盘阵列提供了一种基于GUI 的智能化管理界面, 而无需都专用的管理工作站或服务器, 大大简化了存储管理与配置的复杂性。 同时还提供了通过SSH 或者Telnet 的基于CLI 的管理方式，简化了用户的日常管理。2.5 适用环境本方案适应于各个省市的煤炭采掘行业的财物审核等应用。3 分布式监控存储解决方案3.1 分布式视频监控存储行业现状监控技术在网络技术和信息化高速发展的带动下，并伴随着安防行业对于监控系统需求的急剧增加一直飞速发展。目前视频监控系统的现状是网络化多媒体监控系统及半数字化监控系统共存，并以网络化应用为主要趋势。3.2 分布式视频监控存储需求分析网络化视频监控系统主要由前端监控系统，监控管理平台软件和存储系统三部分构成。现有的网络监控模式采用服务器加存储的方式实现监控数据的存储，此外通过额外的多台服务器安装平台管理软件的方式完成监控系统的管理和数据的调用。这种模式在现阶段广泛采用，图1是传统网络视频监控系统的数据流向图：（图一）传统网络视频监控系统通过上图可以看出，这种模式仍存在一些局限性。 监控数据在写入和读取的时候都要经过视频服务器（存储服务器），那么视频服务器就会成为系统的故障点，也会成为整个视频监控系统的瓶颈；在监控中心，如果几百路数据同时写入的时候，那么可能会有上百MB的带宽需求，一般存储设备都会具有几百MB的存储带宽，所以后端不会出现性能瓶颈，而流经的视频服务器前端通过以太网接口与几百路视频相连，考虑到服务器本身承受并发IO的能力和网卡的可利用率，很难承受几百路视频数据的同时写入，所以视频服务器也就成为了整个系统的瓶颈所在； 在一个大型视频管理平台中，会有很多软件功能模块，如网络直播、网络录像、视频点播、报警联网控制等，相应的会有很多服务器，这种方式对客户最直接的影响就是增加服务器成本，另外，现在全球都在倡导节能，而繁多的服务器无论是在空间上还是在节电上，都不能算是一套绿色解决方案； 随着政府对安防建设关注程度的不断增加，视频监控系统每年都在扩大。前端监控点数量的增加，后端的存储容量也成比例的增加，同样视频管理平台也要相应的扩建，录像、转发等服务器也会相应的增加，在现有网络环境下进行整套系统更改扩建会非常繁琐。在这样的情况下，如何解决上述问题，给客户提供一套使用简单、投入成本低、扩展方便的解决方案呢？UIT结合现在监控市场的应用需求，推出了存储设备嵌入平台软件的一体化解决方案，实现了集存储、录像、转发、浏览、下载、回放、联网等功能于一体的网络视频监控存储系统。其特有的分布式联网设计理念，使从楼宇监控到“平安城市”等涉及网络化监控系统的场所均可以采用这种分布式联网监控存储系统。图2是UIT设计的网络视频监控系统数据流向图：（图二）UIT网络视频监控系统UIT提供的分布式存储联网系统整合了平台软件和存储设备，数据经过编码之后直接进入一体化产品，无须经过视频服务器，同时一体化产品将管理控整个监控系统。3.3 用户面临的问题分布式视频监控数据安全以及业务高可用系统环境形成了一个包括多种软件系统及多个的硬件系统组成的系统环境，同时其主要系统能够达到724小时不间断运行的要求。3.4 分布式视频存储系统UIT解决方案针对网络监控系统的特点和用户的实际需求、UIT科给出了一种以存储为核心基础，同时嵌入监控平台管理软件的分布式存储联网解决方案。（图三）UIT分布式视频监控存储系统UIT监控存储产品可安装最多48块SATA/SAS硬盘，支持RAID0、RAID1和RAID5；该产品支持硬盘热插拔，支持冗余电源，具备环境监控单元，提供工业级的安全稳定性，保证图像数据的安全；产品并发网络录像能力最高可达100路，并可同时支持100路录像文件的网络点播；特别设计的码流处理缓冲算法和流媒体架构，可保证录像码流在网络传输过程中的稳定和可靠传输，录像数据不会因网络故障等原因出现丢包；UIT监控存储产品和客户端软件配合，可完整地实现数字录像和回放功能，支持多种存储方案和录像方式，支持多画面同时回放和多种回放操作，其独特的帧标记功能，支持多条件检索查询。3.5 方案特点UIT监控存储产品集平台软件和磁盘阵列为一体，支持图像的并发存储和并发点播；通过网络接收编码器的码流，存储至高可靠性的后端存储，并支持多人同时对历史图像文件进行检索和点播回放，可实现分布式部署。主要特点： 具有网络录像、直播、回放、存储等功能，具有智能分析功能； 支持100路D1格式并发录像，并可同时支持100路录像文件的网络点播； 具有视频联网功能，单台产品可独立作为监控系统，多台产品也可进行联网； 系统可通过增加扩展柜扩展容量，单系统48TB的容量可支持上百路视频图像在线保存30天以上； 内嵌移动视频功能，使用户可通过手机等通讯设备实时观测监控图像； 支持RAID1、RAID0、RAID5等主流RAID技术，支持热备磁盘技术，使系统更加安全可靠； 通过SCM管理软件，可以在一个中心管控所有节点设备，当某个节点出现故障时，SCM软件会自动切换到故障节点，通过图形化界面可以很清晰的了解工作状态以及故障信息；3.6 优势分析UIT分布式视频存储系统主要优势：1、管理软件部分和存储硬件部分有机结合，发挥存储系统自身的技术优势减少用户投资，简化网络布局，降低维护难度；在整个监控系统中，数据流没有经过视频服务器而直接进入存储平台，所以降低了投入成本、提高了系统性能；2、提供RAID保护功能，同时电源、风扇等部件采用冗余设计，保证监控数据的安全性和系统对外服务的连续性；本