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(yùn)輸造成巨大的風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際運(yùn)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(duì)于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性提出了極為嚴(yán)格的要求。
基于對(duì)軌道交通行業(yè)運(yùn)行與控制體系的深刻理解，大華股份高標(biāo)準(zhǔn)地規(guī)劃與實(shí)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(fù)荷分擔(dān)等可靠性設(shè)計(jì)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(yán)格篩選的優(yōu)質(zhì)元器件，各種ASIC器件工藝先進(jìn)，其可靠性都經(jīng)過了嚴(yán)格的測試；設(shè)備的組裝過程也有嚴(yán)格的質(zhì)量控制，確保設(shè)備長期使用時(shí)的高穩(wěn)定性和高可靠性。
設(shè)備采用多級(jí)、分布的群機(jī)控制方式，由若干CPU構(gòu)成群機(jī)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(jì)或防吊死設(shè)計(jì)；設(shè)備的硬件可自動(dòng)檢測故障，故障響應(yīng)快、恢復(fù)時(shí)間短；設(shè)備還采用了隔離機(jī)制，當(dāng)一個(gè)實(shí)體不能完成某個(gè)功能的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)把該部分業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到其他實(shí)體中去運(yùn)行。
另外，設(shè)備還采用冗余設(shè)計(jì)方法，對(duì)重要的功能模塊進(jìn)行備份（如主控板、電源、風(fēng)扇、網(wǎng)口等），具有較強(qiáng)的容錯(cuò)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(duì)于重要數(shù)據(jù)采用非易失存儲(chǔ)器保存，并采用前后臺(tái)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(qiáng)大的容錯(cuò)能力上。當(dāng)軟件故障出現(xiàn)時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)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(tái)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(duì)系統(tǒng)中的各種軟件資源提供占用校驗(yàn)，如果出現(xiàn)由于軟件異常導(dǎo)致資源吊死現(xiàn)象，檢查機(jī)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(shí)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，并進(jìn)行定時(shí)或事件驅(qū)動(dòng)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)異常或錯(cuò)誤，并恢復(fù)系統(tǒng)到正常狀態(tài)。
在對(duì)系統(tǒng)實(shí)行任務(wù)監(jiān)控時(shí)，對(duì)遇到的各種軟件內(nèi)部錯(cuò)誤及部分硬件錯(cuò)誤，都有監(jiān)控進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)控，這些進(jìn)程可監(jiān)視任務(wù)運(yùn)行狀況、處理系統(tǒng)異常并發(fā)送報(bào)告。
同時(shí)，系統(tǒng)可實(shí)施流量控制，即當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷達(dá)到一定程度時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采取多種措施，降低系統(tǒng)負(fù)荷，避免流量過大引起過載。
2視頻存儲(chǔ)的高可靠性
視頻存儲(chǔ)采用視頻直存技術(shù)，由前端設(shè)備直接存儲(chǔ)到視頻存儲(chǔ)設(shè)備中，視頻流不通過中間服務(wù)器，減少了中間節(jié)點(diǎn)故障。
并采用如下技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的冗余，任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)生故障時(shí)，都能有另外一個(gè)對(duì)等的實(shí)體接替工作，使系統(tǒng)能夠繼續(xù)提供服務(wù)。
2.1N+M備份
大華股份視頻存儲(chǔ)設(shè)備集群冗余備份功能簡稱為N+M功能（N工作機(jī)數(shù)、M為備用機(jī)數(shù)），實(shí)現(xiàn)了工作機(jī)備用機(jī)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(gè)DCS上。當(dāng)有工作EVS出現(xiàn)宕機(jī)時(shí)，備份EVS會(huì)自動(dòng)替換該工作EVS，自動(dòng)進(jìn)行前端設(shè)備錄像接管。同時(shí)，剩余的EVS會(huì)自動(dòng)注冊到另外一臺(tái)備份EVS上的DCS。工作機(jī)器故障排除正常工作后，備用機(jī)器自動(dòng)回傳宕機(jī)期間的錄像到工作機(jī)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(shí)現(xiàn)異地容災(zāi)備份。
2.2斷點(diǎn)續(xù)傳
視頻斷點(diǎn)續(xù)傳是一項(xiàng)針對(duì)攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)的功能。前端設(shè)備配有小容量的前端存儲(chǔ)，如SD卡。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，視頻錄像可臨時(shí)存儲(chǔ)到前端存儲(chǔ)；待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)，能夠?qū)捍嬖谇岸舜鎯?chǔ)中的監(jiān)控錄像同步補(bǔ)錄進(jìn)后端存儲(chǔ)系統(tǒng)中，并支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳。以便保證錄像的連貫性。
配合視頻運(yùn)維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)斷線報(bào)警。及時(shí)安排維修人員進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)，保證錄像無丟失。
3視頻管理平臺(tái)的高可靠性
視頻管理平臺(tái)包括核心服務(wù)器（CMS）和應(yīng)用服務(wù)器，正確設(shè)計(jì)的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)不存在任何因?yàn)殛P(guān)鍵硬件例如單臺(tái)服務(wù)器發(fā)生故障而導(dǎo)致的單點(diǎn)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(tái)的高可靠性與安全性，大華股份實(shí)現(xiàn)了的CMS異地容災(zāi)備份，即為網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的CMS增加一個(gè)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(shí)，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(tái)正常運(yùn)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(diǎn)的兩套CMS的業(yè)務(wù)部分及數(shù)據(jù)部分以主備用或負(fù)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(yàn)技術(shù)來完成的。
1+1實(shí)時(shí)主備容災(zāi)：兩套CMS以主備的方式工作，即一個(gè)CMS是激活的，另一個(gè)CMS完全處于備份狀態(tài)。主備容災(zāi)中，每個(gè)CMS存儲(chǔ)的用戶數(shù)量的能力和獨(dú)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(gè)應(yīng)用服務(wù)的負(fù)荷分散到多臺(tái)分布式服務(wù)器中。使每臺(tái)服務(wù)器的負(fù)荷都在額定壓力范圍內(nèi)，使整個(gè)系統(tǒng)負(fù)載均衡，避免單臺(tái)設(shè)備因長期壓力過大而可靠性降低。
N+M備份模式：N臺(tái)分布式應(yīng)用服務(wù)器可關(guān)聯(lián)到M臺(tái)備份應(yīng)用服務(wù)器，當(dāng)分布式應(yīng)用服務(wù)器宕機(jī)或因故障停機(jī)時(shí)，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(jī)使用SFP光模塊直接通過光纖連接到車站匯聚交換機(jī)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?/p>
端口冗余：對(duì)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(gè)網(wǎng)口分別接入不同的交換機(jī)接入板卡，以便減少因板卡故障產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。
高可靠的交換機(jī)：車站匯聚交換機(jī)使用柜式交換機(jī)，通過多主控板、多交換板卡、多電源、多風(fēng)扇等多個(gè)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(diǎn)中斷后，光纖環(huán)網(wǎng)將自動(dòng)成為兩條鏈分別和控制中心連接，實(shí)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(chǔ)方案的可靠性、提高視頻管理平臺(tái)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(shí)的不間斷運(yùn)行。無論何時(shí)，大華股份軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)都是您最好的幫手。
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