存储中小规模视频监控系统解决方案

存储中小规模视频监控系统

解决方案

【背景介绍】

城市的现代化建设和经济的快速发展，对城市各行业系统的安防监控工作提出了许多新

的要求和课题，同时，计算机技术、网络技术、多媒体技术以及通讯技术的发展也为现代城

市实施数字化的网络监控提供了有力的技术保证和条件，建设一套技术先进,质量可靠，经

济实用，方便管理的城市区域监控数字化网络监控系统，成为一个城市系统维护社会秩序,

打击违法犯罪，保障公民生命财产，促进经济建设的重要手段，也是一个城市现代化建设的

重要标志。

【视频监控系统需求】

1.实时图像点播

应能按照指定设备、指定通道进行图像的实时点播，支持点播图像的显示、缩放、抓拍

和录像，支持多用户对同一图像资源的同时点播。

2.远程控制

应能通过手动或自动操作，对前端设备的各种动作进行遥控；应能设定控制优先级，对

级别高的用户请求应有相应措施保证优先响应。

3.存储和备份

监控控制平台的数据库在记录图像信息的同时还应记录与图像信息相关的检索信息，如

设备、通道、时间、报警信息等。总控中心采用IP-SAN存储进行部署，图像分辩率采用

720P、1080P,存储视频信息不少于30天。

4.历史图像的检索和回放

应能按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索历史图像资料并回放和下载；回

放应支持正常播放、快速播放、画面暂停、图像抓拍等；

5.报警管理

报警的接收和分发，应能接收报警源发送过来的报警信息，根据报警处置策略将报警信

息分发给相应的系统、设备进行处理。报警源包括前端报警设备/报警子系统、监控设备的

视频移动侦测输出。

6.报警联动

若报警位置存在监控设备，报警发生时应能通过预设方式自动调用视频或声音信息进行

报警复核，并触发录音录像，系统支持与其它警用业务系统进行报警联动。

7.语音双向对讲

根据应用需要（如安全防护等），能支持在监控点和监控中心之间实现语音双向对讲功

能。

8.系统的人机交互

具有直观、友好、简洁的人机交互界面。

具有视频画面分割显示、信息提示等处理功能.

能反映自身的运行情况，对正常、报警、故障等状态给出指示。

9.用户与权限管理

监控中心应具有对接入的用户进行授权和认证的功能。用户及权限管理可由各监控中心

独立执行，也可集中执行。

用户及权限管理模块应定义用户对设备的操作权限、访问数据的权限和使用程序的权

限。

监控中心的用户应有权限获取所辖范围内的历史图像和实时监视图像，当需要获取非管

辖范围内的历史图像和实时图像时，应取得有效授权。系统可提供对前端设备进行独占性控

制的锁定及解锁功能，锁定和解锁方式可设定。

10.网络与设备管理

应能在监控管理平台范围内对系统设备、网络进行管理，收集、监测网络内的监控设备、

相关服务器的运行情况；对有权限调用访问本级监控中心的用户应能进行监控;在系统内部

应能实现实时工作时钟同步。

1L日志管理

日志包括运行日志和操作日志两种，运行日志应能记录系统内设备启动、自检、异常、

故障、恢复、关闭等状态及发生时间；操作日志应能记录操作人员进入、退出系统的时间和

主要操作情况。

12.系统图像质量

随着城市建设步伐的加快，人们需要快节奏加以适应，智慧生活园区做为新型地产形态

已渗透到社会发展中，逐渐成为城市建设的主力军。一方面是快速的城市发展；另方面是高

品质的生活追求，综合体根据人们的不同需求，以多种的组合形态满足城市发展。

由于园区业态复杂，项目建成后交付管理是一项头痛的事,通常会由多家管理公司或部

门分区片进行管理。直接导致安防管理界限不清，管理效率不高；内部多为公共场所，人流

量庞大，对公共设施使用情况很难做到时实跟踪管理。如何做到统一管理、实时在线监管，

是综合体项目面临的一大难题。

园区停车场等配套设施属各业态共享资源，通常会出现多种业态交叉管理的局面，如何

高效使用有限资源，降低综合体运营成本；提升增匐员务收入，是运营管理部门重点关注的

问题。

项目建成后的数据深度挖掘，是未来增效管理的一大亮点。如何通过现有数据对设备的

工作状态管理；紧急事件如何统一调度支援等多维度管理方式，将给相关管理部门带来全新

的使用体验。同时，该方案的优势在于，各系统在物理层级上实现了互通的条件，使各子系

统之间的联动机制被创建起来，让各单独的安全防范子系统组合成为一个有机的整体，实现

技术联防、统筹管理的大系统运行模式。系统硬件组成架构如下图：

城市监控

建设城市视频监控系统是实现城市安全和稳定的重要基础，是“平安城市”建设的重要

组成部分，更成为“智慧城市"的重要载体。随着高清监控技术日趋成熟，“高清化"已经

成为平安城市建设的一种必然趋势。城市视频监控系统已经由“看得见”的视频安保系统，

全面转向"看清楚"的高清平安城市联网系统，并遵循“建为用，用为战"的原则，开始了

"看明白"的智能化的系统建设。

如何建设"看清楚，看明白”的平安城市，如何建设整合各类资源的共享系统，如何建

设服务公安业务的监控系统，是新形势下公安信息化建设过程中面临的难题。

结合平安城市发展趋势，立足于城市安全防范管理的需要，围绕构建平安城市治安防控

五大防控圈，推出了高清平安城市解决方案，为公安机关开展治安防控、侦查办案、指挥决

策等综合应用提供核心全局服务支撑。

高清平安城市解决方案依托平安城市综合应用管理平台，构建平安城市高清治安监控系

统、高清卡口监控系统、高清电子警察系统、高清人员卡口系统、移动警务系统，以及社会

面视频资源整合系统，科学优化监控布局，达到“点、线、面"全覆盖,从而建立远距离全

局把握、区域就近感知和近距离深入观测的立体防控体系。

市

局

监

控

中

心

派

出

所

分

控

中

心

视

频

监

控

点

视频监控系统的网络架构选型

以往的数字视频网络监控系统，基本上都是基于局域网或者专网。但是实际应用环境却

很难保证这样的网络条件，因此系统集成商无法给用户提供一个完整的解决方案。例如银行

的ATM机数字集中式监控系统，就可能需要提供基于Internet的解决方案：宽带为主，窄带

为辅。

近两年，国内厂商不断推出高性能、高性价比的视音频压缩卡和网络监控设备，使得基

于Internet的数字视频网络监控系统成为可能。

目前数字视频网络监控系统中，监控点中摄像机一般使用IP网络接入，每台摄像机分配

独立的IP地址，摄像机与服务器之间通过以太网络进行网络通信。

服务器与存储设备之间的存储网络则会有多种选择，主流的有FC-SAN,NAS和IP-SAN

三种

FC-SAN是基于高速光纤通道的网络技术，在服务器与存储之间建立独立的高速传输通道

,构成一个专用的高可靠性的存储区域网络，它具有高速传输，高可靠性，可以按需进行数

据备份且不占用视频数据传输网络资源等优点。但需要单独配置光纤交换机设备。

NAS被称为网络附加存储。它是基于IP网络将服务器与存储设备进行连接，并且采用了

一个存储专用的简化操作系统，实现存储资源的文件系统化，使存储资源可以被不同的操作

系统平台进行访问，与FC-SAN架构相比，NAS架构更为简单，无需配置独立的光纤交换机

,扩展性更强,可以支持视频数据的跨平台访问。

1P-SAN是基于IP存储埋论的一种存储技术，使得用户可以在既有的网络上构建SAN。其

目的是通过iSCS胁议，实现对IP网络上存储设备的共享。IP-SAN的价值在于：1.使用iSCSI

协议数据包在网络中传输，通过现有的IP网络即可实现，管理简单投入较少。2.可以将NAS

和SAN进行有机的整合，以满足用户多样化的视频存储需求。

IP-SAN的特点很大程度上符合了视频监控系统网络化发展要求，尤其大规模监控系统，

系统存储容量大，成本投入高，倘若能基于现在的网络资源构建集中或分布式的存储系统，

将会是很好的解决方案，IP-SAN技术无疑为这个方案的实现提供了参考。

视频监控系统服务器存储设备选型

目前,数字化监控系统大量应用成为监控发展的必然趋势，这就要求提供更大、更快、

更有力的网络数据存储及共享途径。先进的服务器、存储技术无疑为我们提供了一个很好的

选择。针对三种级别的视频监控系统，我们有针对性的提出自己存储解决方案。

视频监控服务器和存诸设备是整个系统的核心，服务器设备主要完成以下工作：

1.视频解码：将前端摄像机通过网络传送来的压缩视频进行解码，还原成RGB原始视频

流；

2.衩濒数据压缩：对解码出的视频流进行压缩，以便存储与网络传输；

3.网络通信：对压缩后的视频数据和相关的控制信息进行封装，将对摄像机的控制信息

和视频信息封装成支持所定义的协议信息，同时通过相应的通道将这些协议信息传送到对方

,完成通信双方之间的数据传输；

4.监控视频资源检索回放：用户可以通过检索回放功能对所关注的历史视频文件进行检

索，并通过视频器进行回放；

5.日志管理：对系统的操作和系统故障进行记录，供用户检索杳看。

存储设备土要完成的功能就是监控视频数据的高效存储。

监控存储与传统数据存储文件特性比较

数据存储视频监控存储

存储设备

数据库表文本/图像图像/视频

数据表现结构化数据（有序，可非结构化数据（无序，无法非结构化数据（无序，无法用

形式用统一结构表示）用统一结构表示）统一结构表示）

数据组织非结构化（无序，规则非结构化（无序，规则性不结构化（有序，规则性强，按

方式性不强）强）时间排序）

数据保存

无序，时长不定无序，时长不定有序，定期更新删除

时间

数据更新

无序，方式不定无序，方式不定有序，从尾部II页序增加

方式

数据读写有序，一次写入，少量读/不

无序，反复多次读写无序，反复多次读写

方式读

存储块大

8-64KB512B-1MB512KB-8MB

小

性能要求IOPSIOPS、带宽多路并发带宽

2/8法则，20%的数据2/8法则，20%的数据承载8均衡原则，数据访问的机会均

存储热点

承载80%的访问0%的访问等

数据重要

重要，数据价值高不定大部分是无用数据

程度

从表中我们可以看出，监控存储虽然数据的表现形式和以往的图像存储一样，体现出无

规则的非结构化特征，但是在组织方式上是结构的，具有很强的规律性，这是其最大的特点

,也是和传统数据存储不一样的地方。

综上所述，视频监控系统中服务器的需求点为：对于单台服务器的CPU、内存性能要求

不高，对于服务器网络端口要求较高，需配置千兆甚至万兆以太网口，满足前端监控点的网

络带宽要求。一般使用一台视频监控服务器可以支持150个标清监控摄像机或100个高清监

控摄像机。

视频监控系统中存储的需求点为：对存储控制器处理能力要求不高，但存储数据量大。

并且数据周期保存。对于视频监控系统的存储设备，推荐使用TB级的大容量NL-SAS接口或

SATA接口硬盘。并且如果用户对于部分重要的视频监控数据需要进行离线保存,可以采用

的备份解决方案，使用物理带库、虚拟带库或备份一体机来帮助用户完善视，频监控系统。

考虑不同的监控需求将存在不同的监控清晰度的要求，监控数据保存周期的不同，监控

数据访问频率的不同等一系列的差异，因此我们在这里三要是进行评估方法的规划，并提供

案例设计，在实际项目中可根据实际需求进行相应调整。并且存储硬盘录满后将自动对前面

的录像资料循环覆盖。可用光盘刻录机或者物理磁带机将需要长期保存的录像内容刻在光盘

或磁带上。

硬件平台分析的方法如下：

(1)总结目前可能的监控数据清晰度类型；

(2)假设可能的清晰度数据需求比例;

(3)假设在线数据和离线;的保存周期；

(4)总结存储空间需求的运算公式；

(5)进行集中式，分布式的监控数据空间需求评估；

(6)规划相应的产品配置。

在未来监控发展过程中，不能单一的进行标清视频的监控数据模式分析，在许多新的应

用当中，高清甚至超清的监控数据将越来越显示出其相应的重要性，因此我们有必要结合各

种监控数据模式进行整体分析。各种分辨率下采用什么样的码流可以获得较好的图像质量，

一般的监控设备都支持多种分辨率，我们一般使用DI、720P、1080三种。在不同的视频

分辨率下，我们建议用户采用对应码流设置方式。

D1:1.5Mbps,在变码率设置下图像质量选择"较好"或"次好"

720P:2Mbps,在变码率设置下图像质量选择"较好"或"次好"

1080P:4Mbps,在变码率设置下图像质量选择"较好"或"次好"

各种录像㈣质与占用硬盘空间对比表

D1画质（标清）720P画质（高清）1080P画质（超清）

一般活动110-800M/h200-1500M./h250-2000M/h

复杂/剧烈活动190-900M/h400-1800M/h500-2200M/h

夜间/光线较暗190-500M/h400-1200M/h500-1800M/h

存储系统带宽分析

D1视频格式每路摄像头的比特率为1.5Mbps,即每路摄像头所需的数据传输带宽为

1.5Mbps,10路摄像机所需的数据传输带宽为：

1.5Mbps^8bitxlO=1.875MB/s

720P的视频格式每路摄像头的比特率为2Mbps,即每路摄像头所需的数据传输带宽

为2Mbps,10路摄像机所需的数据传输带宽为：

2Mbps4-8bitxl0=18.75MB/s

1080P的视频格式每路摄像头的比特率为4Mbps,即每路摄像头所需的数据传输带宽

为4Mbps,10路摄像机所需的数据传输带宽为：

4Mbps:8bitxlO=37.5MB/s

存储系统容量分析

每小时录像文件大小计算公式：码流大小（Mbps）x3600^8=MB/小时

存储硬盘容量计算遵循以下公式：

每小时录像文件大小x每天录像时间x摄像头数量x需要保存的天数

例如：50路摄像头，视频录像，采用720P像素.3Mbps固定码流，每天定时录像

24小时,录像资料保留30天，计算公式如下：

每小时录像文件大小=3x3600+8（单位换算:1字节=8比特）=1350MB

存储所需可用容量=1350x50x24x30=48600000MB=47460.9375GB*47TB

楼宇监控方案产品选型

楼宇监控的视频监控项目，一般监控点较少，约为10-100个监控点。推荐使用1台的

NF5280M5服务器,足够满足视频监控服务器需求。

50个监控点，视频录像，采用720P像素，3Mbps固定码流，每天定时录像24小时,

录像资料保留30天，楼宇监控方案所需要的存储带宽和存储容量如下：

存储带宽:

3Mbps^8bitx50=18.75MB/s

存储容量：

3Mbps-8bitx50x3600x24x30^1024=47460.9375GB=46.3TB

对于这样的存储带宽及存储容量需求，推荐使用的ASI500G2存储。

■NF5280M5服务器产品简介

英信服务器NF5280M5是基于最新至强可扩展系列处理器，以模块化设计为基础为客

户提供一款较高性能、高可靠性、较低功耗、最佳散热的2U双路服务器。无论是企业级的

数据中心，以及发展中的企业应用，NF5280M5者何以提供多种灵活的配置选择，可更好

的满足客户不断增长的服务器需求。

■ASI500G2存储产品简介

在线集中存储AS1500G2具有强大的扩展能力,满足视频监控行业对视频数据的需求

和阶梯式部署，可以适应未来5-10年的业务需求。同时针对视频存储进行系统优化，并且

结合对主机接口的扩展，提高视频写入性能，实现高码流的多路并发写。

■关健点

1.支持集中存储，有利于快速发现警情，提高响应速度，充分利用IP网络的廉价优势,

方案造价低。

2.监控规模扩展方便，存储设备AS1500G2基于IP-SAN和NAS存储架构，支持存

储规模在线扩展，可灵活应对前端监控规模后期扩展的存储需求。

3.集中存储运行更安全，支持多设备集中监控功能，通过单一管理界面可以远程管理

所有AS1500G2存储设备的运行状态和故障信息，支持故障管理，极大地降低大规模监控

中心的维护成本和故障响应时间。

4.有效降低维护成本，提供集中配置、集中升级、智能故障诊断等功能，实现通过单

一管理界面维护所有存储设备ASI500G2,有效地减少维护成本。

区监控方案产品选型

园区监控的视频监控项目，约为100-500个监控点。根据具体监控点数量，推荐使用

3-5台的NF5280M5服务器,分别处理监控点的数据管理。

500个监控点，视频录像，采用720P像素，3Mbps固定码流,每天定时录像24小

时，录像资料保留30天,楼宇监控方案所需要的存储带宽和存储容量如下：

存储带宽：

3Mbps^8bitx500=187.5MB/s

存储容量：

3Mbps^8bitx500x3600x24x30-rl024=474609.375GB=463.5TB

对于这样的存储带宽及存储容量需求，推荐使用的AS5600存储。

■AS5600产品简介

AS5600企业融合存储,具备面向视频监控数据中心级别的存储架构、强劲的硬件架构

平台和丰富的智能管理软件，融合SAN+NAS功能，融合FC、以太网、ISCSI、FCoE等多

种主机接口，是真正的高端统一存储平台，具备高可靠性、高扩展性、易管理和易维护特性。

AS5600存储系统在软件功能、性能及可靠性等方面都达到业界领先水平，能够很好的适应

于大型数据库、文件共享应用、云计算、数据中心级别应用下的数据存储需求。

■关健点

1.AS5600采用了全冗余架构、全模块化设计,无单点故障,保障业务系统持续运行。

可以提供IP-SAN、FC-SAN.NAS多种存储架构解决方案，丰富的扩展接口能够满足不同

业务需求，充分保证了硬件的灵活性、可靠性和扩展性；

实时监控设备运行状态，全方位的故障诊断机制，一目了然的硬件报警措施，极大的降低管

理难度；

2.冗余组件：双控制器(active-active),支持控制器成对扩展，扩展为4控或8控；

主要组件，例如电源、风扇、端口模块、连接线缆均为冗余组件；冗余缓存数据确保数据完

整性；驱动器组件冗余，双端口。

3.热插拔、热扩展：无需停止系统即可对故障组件实现热插拔；支持驱动器在线扩展；

无需停止运行即可更新固件(控制器和磁盘\

4.支持系统掉电保护：BBU+Flash

城市监控方案产品选型

城市监控的视频监控项目，约为500-1000个监控点。监控点较多，数据量较大，根据

具体降点数量，推荐使用5-10台的NF5280M5服务器，分别处理监控点的数据管理。

800个监控点，视频录像，采用720P像