深度 | 高速公路邁向大數(shù)據(jù)存儲應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和和諧社會的構(gòu)建，我國的高速公路建設(shè)規(guī)模越來越大，高速公路在為人們的出行帶來方便的同時，也給人們的安全帶來一定的隱患，高速公路實(shí)行監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，將對全面推進(jìn)交通現(xiàn)代化管理水平、預(yù)防道路交通事故發(fā)揮重要的作用。

因此，使用性能良好的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備，加強(qiáng)高速公路視頻監(jiān)控工作，是建立高效監(jiān)控系統(tǒng)的先決條件。視頻存儲技術(shù)在高速公路視頻存儲監(jiān)控領(lǐng)域中有很高的地位，合理的視頻存儲技術(shù)對高速公路視頻監(jiān)控項(xiàng)目建設(shè)的發(fā)展有極其重要的意義。 

高速公路監(jiān)控存儲即將出現(xiàn)變革

在大交通的驅(qū)動下，高速公路監(jiān)控項(xiàng)目建設(shè)從2007年開始從模擬轉(zhuǎn)為數(shù)字化，而硬盤錄像機(jī)是數(shù)字化視頻監(jiān)控的主要設(shè)備，是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)路技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，然后通過圖像處理器進(jìn)行圖像處理，并且將監(jiān)控畫面存儲在計(jì)算機(jī)硬盤中。

硬盤錄像機(jī)是一種半模擬半數(shù)字的錄像機(jī)，其本身輸出信號和輸入信號都是模擬化的，而網(wǎng)絡(luò)輸出方式和存儲方式是數(shù)字化的，硬盤錄像機(jī)的圖像處理效果、視頻監(jiān)控效果、遠(yuǎn)控控制等都比模擬監(jiān)控設(shè)備強(qiáng)，硬盤錄像機(jī)的錄像畫面清晰可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)錄制。

如果高速公路全程監(jiān)控錄像保存在硬盤錄像機(jī)內(nèi)，伴隨著延長保存周期、高清攝像機(jī)的應(yīng)用，硬盤錄像機(jī)模式逐步暴露不足：

● 硬盤錄像機(jī)容量有限，不易擴(kuò)展，延長保存周期時，不能提供足夠的存儲空間;

● 硬盤錄像機(jī)硬盤非冗余模式工作，數(shù)據(jù)容易丟失;

● 硬盤順序工作，減少硬盤損耗，檢索與回放性能較差;

● 設(shè)備分布式放置，設(shè)備維護(hù)較為困難;

● 數(shù)據(jù)保存較為分散，不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中存儲和管理;

● 分布式存儲形成信息孤島，不能實(shí)現(xiàn)互通互聯(lián);

● 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的大量應(yīng)用，數(shù)據(jù)存儲亟待解決。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，高速公路視頻監(jiān)控對網(wǎng)絡(luò)要求也越來越高，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器逐漸被研發(fā)出來，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器最主要的功能是將模擬視頻、音頻信號IP化，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器可以將數(shù)字化的視頻、音頻信號以IP信號的形式傳送到多個網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器中，從而實(shí)現(xiàn)視頻、音頻的遠(yuǎn)程傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器常采用高速嵌入式操作系統(tǒng)，這種操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性良好，監(jiān)控畫面真實(shí)可靠。

網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器占用的資源比較少，接入方式比較多，圖像質(zhì)量高，監(jiān)控畫面清晰，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程報警，雖然網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)功能比較強(qiáng)大。

但產(chǎn)品的缺點(diǎn)也很明顯。它的本地管理和控制能力比較差，同時該產(chǎn)品的存儲容量不大，儲存視頻信息量比較少，數(shù)據(jù)不能集中儲存管理，數(shù)據(jù)很容易丟失，在運(yùn)行過程中硬盤容易損壞，設(shè)備不容易維護(hù)等。為此，如何建設(shè)當(dāng)下的高速公路存儲系統(tǒng)，成為廠家的思考。

架構(gòu)大數(shù)據(jù)下高速公路數(shù)據(jù)存儲特點(diǎn)與要求

高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)面臨著遠(yuǎn)距離、室外環(huán)境惡劣等困難，目前多數(shù)采取鋪設(shè)光纖網(wǎng)絡(luò)。光纖遠(yuǎn)距離傳輸具有信號穩(wěn)定、性價比高、維護(hù)成本低的特點(diǎn)。

過往大多是前端的監(jiān)控信息經(jīng)過光端機(jī)轉(zhuǎn)換為光信號由收費(fèi)站或監(jiān)控點(diǎn)傳輸?shù)奖O(jiān)控分/總中心的硬盤錄像機(jī)內(nèi)置硬盤上，實(shí)現(xiàn)有效的保存。而當(dāng)大數(shù)據(jù)也涉足高速公路監(jiān)控項(xiàng)目建設(shè)時，監(jiān)控畫面高質(zhì)量要求及監(jiān)控系統(tǒng)自動化、智能化建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的應(yīng)用成為必然的趨勢，高清IPC主要應(yīng)用于高速公路沿線、立交、收費(fèi)站等。所以當(dāng)下架構(gòu)大數(shù)據(jù)監(jiān)控存儲的特點(diǎn)和需求表現(xiàn)在以下幾個方面：

■ 道路監(jiān)控每天以持續(xù)寫入為主，要求存儲設(shè)備滿足大碼率多路并發(fā)寫入的特點(diǎn)；

■ 針對卡口系統(tǒng)，滿足數(shù)據(jù)庫快速寫入和讀取數(shù)據(jù)的要求；

■ 存儲系統(tǒng)能提供海量空間用于存放數(shù)據(jù)，具備靈活的擴(kuò)展性，便于系統(tǒng)后續(xù)擴(kuò)容；

■ 滿足數(shù)據(jù)庫文件夾具備共享屬性的要求，以便實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)查詢和及時更新車輛黑名單功能；

■ 監(jiān)控錄像要不間斷、有效、完整的保存下來，歷史數(shù)據(jù)可讀取，突發(fā)事件可追溯，存儲系統(tǒng)的可靠性是有力的保障；

■ 完成路段聯(lián)網(wǎng)的同時實(shí)現(xiàn)圖像聯(lián)網(wǎng)，錄像信息可傳輸?shù)铰范沃行摹⒎挚刂行?、省中心，?shí)現(xiàn)監(jiān)控圖像的相互交換；

■ 滿足更多部門訪問圖像的要求，不受地理位置局限，上下級訪問，跨城市訪問，省中心直接調(diào)度前端圖像等，隨時了解路況信息并做出及時的響應(yīng)；

■ 監(jiān)控圖像通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，不再需要考慮地理位置，只要保證足夠帶寬；

■ 圖像按需傳輸，用戶可指定觀看的監(jiān)控點(diǎn)圖像，網(wǎng)絡(luò)帶寬得到充分靈活的利用；

■ 高清畫面清晰度高，滿足車牌識別等卡口系統(tǒng)的圖像抓拍要求。

簡單來看，架構(gòu)大數(shù)據(jù)的高速公路要建設(shè)存儲系統(tǒng)，保存收費(fèi)站管轄區(qū)域內(nèi)所有的道路監(jiān)控錄像和卡口系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

道路監(jiān)控錄像的數(shù)據(jù)類型為連續(xù)的視頻信息，卡口系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型分為圖片和車速、車體顏色等記錄信息，總數(shù)據(jù)量大，傳統(tǒng)的DVR和服務(wù)器內(nèi)置硬盤已經(jīng)不能提供足夠的存儲空間，亟待于尋找有效、合理的保存方式。

存儲在高速公路監(jiān)控中的寬泛選擇

大數(shù)據(jù)來襲！在高速公路行業(yè)，通過采集各方面，如收費(fèi)數(shù)據(jù)、監(jiān)控視頻、路面運(yùn)營數(shù)據(jù)、監(jiān)控數(shù)據(jù)等，通過智能的分析，讓大數(shù)據(jù)在高速公路的各領(lǐng)域得到了有效應(yīng)用。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用將智能交通的發(fā)展帶向了新的發(fā)展高潮，大大提高了公路數(shù)據(jù)中心的資源利用率、單位空間計(jì)算能力，同時有效降低維護(hù)成本，交通的順利進(jìn)行提供支持和保障。從目前成熟的存儲技術(shù)來看，高速公路有三種存儲方式選擇:

直連式存儲 

直連式存儲是將存儲介質(zhì)直接安裝在服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)視頻信息儲存，這種存儲方式能在服務(wù)器和磁盤系統(tǒng)中進(jìn)行快速的信息傳輸、交換，直連式存儲方式的運(yùn)行安全性比較高，設(shè)備成本比較低，但直連式存儲方式不能進(jìn)行高速公路跨平臺服務(wù)，不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，遠(yuǎn)程管理比較困難。 

網(wǎng)絡(luò)附加式存儲 

網(wǎng)絡(luò)附加式存儲是一種專用的數(shù)據(jù)儲存設(shè)備，在使用時，只需將設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)附加式存儲設(shè)備獨(dú)立于操作平臺，不需要占用很大的CPU，網(wǎng)絡(luò)附加式存儲設(shè)備的成本比較低，存儲空間可以擴(kuò)展，但網(wǎng)絡(luò)附加式存儲受網(wǎng)絡(luò)的影響比較大，如果發(fā)生高速公路網(wǎng)絡(luò)擁堵現(xiàn)象，存儲性能會大幅度的受到影響。 

存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò) 

存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)是目前應(yīng)用最廣、傳輸效果最好的技術(shù)，存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)利用局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)在服務(wù)器和存儲設(shè)備之間建立一個高速網(wǎng)絡(luò)。

既能進(jìn)行本地存儲，又能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲，存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的IPSAN有效的將直連式存儲和網(wǎng)絡(luò)附加式存儲結(jié)合起來，在高速公路視頻監(jiān)控存儲中有廣泛的應(yīng)用，但筆者建議選擇另一種存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)FCSAN。

目前，高速公路視頻監(jiān)控存儲的信息不是簡單的錄像數(shù)據(jù)，而是視頻信息、音頻信息、圖像信息、信息的處理數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)平臺交換的數(shù)據(jù)及監(jiān)控的數(shù)據(jù)，因此，要建立一個完善的高速公路視頻監(jiān)控儲存系統(tǒng)。

在存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)下，建議搭建FC存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，利用專業(yè)的數(shù)據(jù)磁盤列陣，確保數(shù)據(jù)的有效存儲。 

結(jié)束語

在我們的不知不覺中，中國已經(jīng)迅速步入大數(shù)據(jù)決策的時代，而政府也在利用科技利用大數(shù)據(jù)對國家進(jìn)行更科學(xué)的建設(shè)。大數(shù)據(jù)在高速公路監(jiān)控項(xiàng)目應(yīng)用僅僅是眾多領(lǐng)域的一面，但也是大數(shù)據(jù)的全局應(yīng)用的一個縮影。

單就存儲系統(tǒng)而言，高速公路搭建FCSAN網(wǎng)絡(luò)存儲架構(gòu)，采用專業(yè)數(shù)據(jù)存儲的磁盤陣列，改變數(shù)據(jù)存儲方式，可滿足架構(gòu)大數(shù)據(jù)下高速公路數(shù)據(jù)存儲特點(diǎn)與要求。相信假以時日，隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場的接受，F(xiàn)CSAN將更大體現(xiàn)其價值。