視頻監(jiān)控系統(tǒng)承載了軌道交通系統(tǒng)中關(guān)鍵的視頻信息記錄、緊急情況的處理，替代了大量的人力。其故障將引起系統(tǒng)的混亂或關(guān)鍵信息的丟失，給軌道交通運輸造成巨大的風(fēng)險。在實際運行中就有發(fā)生過因視頻監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定性問題，影響到軌道交通故障的處理，影響到地鐵公安的辦案。因此，軌道交通系統(tǒng)對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性提出了極為嚴格的要求。

     基于對軌道交通行業(yè)運行與控制體系的深刻理解，大華股份高標(biāo)準地規(guī)劃與實施了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的高可靠性解決方案。

 

1 設(shè)備的高可靠性

 

1.1 硬件高可靠性

 

     大華股份采用了設(shè)備主備份、冗余配置、負荷分擔(dān)等可靠性設(shè)計方案，通過優(yōu)化系統(tǒng)故障檢測及隔離措施，提高系統(tǒng)的可靠性。具體有如下措施：

     設(shè)備全部采用經(jīng)過老化和嚴格篩選的優(yōu)質(zhì)元器件，各種ASIC器件工藝先進，其可靠性都經(jīng)過了嚴格的測試；設(shè)備的組裝過程也有嚴格的質(zhì)量控制，確保設(shè)備長期使用時的高穩(wěn)定性和高可靠性。

    設(shè)備采用多級、分布的群機控制方式，由若干CPU構(gòu)成群機處理系統(tǒng)，各模塊功能明確，模塊間的通信考慮了備份設(shè)計或防吊死設(shè)計；設(shè)備的硬件可自動檢測故障，故障響應(yīng)快、恢復(fù)時間短；設(shè)備還采用了隔離機制，當(dāng)一個實體不能完成某個功能的時候，會自動把該部分業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到其他實體中去運行。

     另外，設(shè)備還采用冗余設(shè)計方法，對重要的功能模塊進行備份（如主控板、電源、風(fēng)扇、網(wǎng)口等），具有較強的容錯能力。硬件冗余還讓您可以在不中斷設(shè)備正常工作的情況下更換主控板或者其他設(shè)備（在線插拔）。對于重要數(shù)據(jù)采用非易失存儲器保存，并采用前后臺數(shù)據(jù)備份方式保證數(shù)據(jù)的可靠性和一致性。

 

1.2 軟件高可靠性

 

     軟件可靠性體現(xiàn)在強大的容錯能力上。當(dāng)軟件故障出現(xiàn)時，不會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的崩潰，即系統(tǒng)具有自愈能力。具體有如下措施：

     視頻管理平臺基于高性能高可靠性的LINUX系統(tǒng)，能夠有效地阻止系統(tǒng)誤操作、黑客攻擊和病毒襲擾，系統(tǒng)安全性極高。無需專門殺毒軟件、防火墻，有效降低成本。

     對系統(tǒng)中的各種軟件資源提供占用校驗，如果出現(xiàn)由于軟件異常導(dǎo)致資源吊死現(xiàn)象，檢查機制能夠保證吊死資源的釋放及各類日志、告警的輸出；系統(tǒng)實行數(shù)據(jù)校驗，并進行定時或事件驅(qū)動的數(shù)據(jù)一致性檢查；系統(tǒng)可以根據(jù)操作日志定位系統(tǒng)異�；蝈e誤，并恢復(fù)系統(tǒng)到正常狀態(tài)。

     在對系統(tǒng)實行任務(wù)監(jiān)控時，對遇到的各種軟件內(nèi)部錯誤及部分硬件錯誤，都有監(jiān)控進程進行監(jiān)控，這些進程可監(jiān)視任務(wù)運行狀況、處理系統(tǒng)異常并發(fā)送報告。

     同時，系統(tǒng)可實施流量控制，即當(dāng)系統(tǒng)負荷達到一定程度時，系統(tǒng)會自動采取多種措施，降低系統(tǒng)負荷，避免流量過大引起過載。

 

2 視頻存儲的高可靠性

 

     視頻存儲采用視頻直存技術(shù)，由前端設(shè)備直接存儲到視頻存儲設(shè)備中，視頻流不通過中間服務(wù)器，減少了中間節(jié)點故障。

     并采用如下技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備間的冗余，任何一個網(wǎng)絡(luò)實體發(fā)生故障時，都能有另外一個對等的實體接替工作，使系統(tǒng)能夠繼續(xù)提供服務(wù)。

 

2.1 N+M備份

     大華股份視頻存儲設(shè)備集群冗余備份功能簡稱為N+M功能（N工作機數(shù)、M為備用機數(shù)），實現(xiàn)了工作機備用機設(shè)備之間的錄像冗余。

     工作的視頻直存設(shè)備（EVS）與備份EVS的中心調(diào)度服務(wù)（DCS）連接，平常連接到一個DCS上。當(dāng)有工作EVS出現(xiàn)宕機時，備份EVS會自動替換該工作EVS，自動進行前端設(shè)備錄像接管。同時，剩余的EVS會自動注冊到另外一臺備份EVS上的DCS。工作機器故障排除正常工作后，備用機器自動回傳宕機期間的錄像到工作機器，最大程度保證了用戶錄像數(shù)據(jù)的完整性。并且不同的工作EVS和備份EVS可以放置在不同的地域，以實現(xiàn)異地容災(zāi)備份。

 

2.2 斷點續(xù)傳

     視頻斷點續(xù)傳是一項針對攝像機網(wǎng)絡(luò)容錯的功能。前端設(shè)備配有小容量的前端存儲，如SD卡。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，視頻錄像可臨時存儲到前端存儲；待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)，能夠?qū)�暫存在前端存儲中的監(jiān)控錄像同步補錄進后端存儲系統(tǒng)中，并支持斷點續(xù)傳。以便保證錄像的連貫性。

     配合視頻運維平臺，實現(xiàn)攝像機斷線報警。及時安排維修人員進行網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)，保證錄像無丟失。

 

3 視頻管理平臺的高可靠性

 

     視頻管理平臺包括核心服務(wù)器（CMS）和應(yīng)用服務(wù)器，正確設(shè)計的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)不存在任何因為關(guān)鍵硬件例如單臺服務(wù)器發(fā)生故障而導(dǎo)致的單點故障。為此，大華股份采用了如下的可靠性方案。

 

3.1 核心服務(wù)器容災(zāi)備份

 

     為了提高視頻管理平臺的高可靠性與安全性，大華股份實現(xiàn)了的CMS異地容災(zāi)備份，即為網(wǎng)絡(luò)上運行的CMS增加一個備份的CMS。正常情況下，主用CMS正常處理各類業(yè)務(wù)；當(dāng)主用CMS發(fā)生故障時，容災(zāi)CMS能夠完全承擔(dān)主用CMS的工作，保證視頻管理平臺正常運行。

     大華股份提供以下幾種CMS地理容災(zāi)方案：

     無縫地理容災(zāi)：不同地點的兩套CMS的業(yè)務(wù)部分及數(shù)據(jù)部分以主備用或負荷分擔(dān)方式工作。在無縫地理容災(zāi)中，數(shù)據(jù)庫的同步是通過數(shù)據(jù)復(fù)制和一致性校驗技術(shù)來完成的。

     1+ 1實時主備容災(zāi)：兩套CMS以主備的方式工作，即一個CMS是激活的，另一個CMS完全處于備份狀態(tài)。主備容災(zāi)中，每個CMS存儲的用戶數(shù)量的能力和獨立HLR相同。一旦主用CMS發(fā)生故障，容災(zāi)CMS將接管故障的主用CMS中的所有用戶。

 

3.2 應(yīng)用服務(wù)的分布式部署

 

     應(yīng)用服務(wù)器支持分布式部署，可將各個應(yīng)用服務(wù)的負荷分散到多臺分布式服務(wù)器中。使每臺服務(wù)器的負荷都在額定壓力范圍內(nèi)，使整個系統(tǒng)負載均衡，避免單臺設(shè)備因長期壓力過大而可靠性降低。

     N+M備份模式：N臺分布式應(yīng)用服務(wù)器可關(guān)聯(lián)到M臺備份應(yīng)用服務(wù)器，當(dāng)分布式應(yīng)用服務(wù)器宕機或因故障停機時，可由備份應(yīng)用服務(wù)器接替原服務(wù)器工作。這樣保證了服務(wù)的連續(xù)性，也保證分布式部署的可靠性。

 

4 傳輸網(wǎng)絡(luò)的高可靠性

 

     全光傳輸：前端攝像機使用SFP光模塊直接通過光纖連接到車站匯聚交換機的光接入板卡。增加了傳輸距離，減少了光纖收發(fā)器等中間設(shè)備，避免了復(fù)雜電磁環(huán)境的干擾，增加視頻傳輸?shù)目煽啃浴?/span>

     端口冗余：對于多網(wǎng)口的視頻直存設(shè)備或視頻管理服務(wù)器可將多個網(wǎng)口分別接入不同的交換機接入板卡，以便減少因板卡故障產(chǎn)生的風(fēng)險。

     高可靠的交換機：車站匯聚交換機使用柜式交換機，通過多主控板、多交換板卡、多電源、多風(fēng)扇等多個部件的冗余，保證傳輸過程的可靠性。

     除以上設(shè)備組網(wǎng)方案外，還有使用車站環(huán)型組網(wǎng)方式，可以提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。當(dāng)環(huán)上任意一點中斷后，光纖環(huán)網(wǎng)將自動成為兩條鏈分別和控制中心連接，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的可靠回傳。

 

5 結(jié)束語

 

     通過提高設(shè)備的可靠性、提高存儲方案的可靠性、提高視頻管理平臺的可靠性、提高傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠性，使得大華股份軌道交通視頻監(jiān)控解決方案可靠性得以全面提高。保證7×24小時的不間斷運行。無論何時，大華股份軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)都是您最好的幫手。