華為分布式云監控助昆明地鐵打造極致安全CCTV系統

　　昆明地鐵3號線(xiàn)起點(diǎn)位于主城區西部石咀火車(chē)站，沿春雨路、人民西路至規劃的太平路，終點(diǎn)位于主城東部白沙河站，并預留機場(chǎng)線(xiàn)延伸接口，線(xiàn)路全長(cháng)約為19.1公里，是溝通昆明主城區東西方向的骨干線(xiàn)路，因此其安全運營(yíng)也顯得格外重要。要確保地鐵安全運營(yíng)，CCTV系統（閉路電視監控系統，以下簡(jiǎn)稱(chēng)CCTV系統）的建設舉足輕重。

　　昆明地鐵3號線(xiàn)CCTV系統主要由車(chē)站、車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)、線(xiàn)網(wǎng)控制中心、放馬橋臨時(shí)控制中心組成。系統整體架構采用分布式云監控進(jìn)行分層設計，即控制中心（包含臨時(shí)控制中心）-車(chē)站/停車(chē)場(chǎng)/車(chē)輛段兩層部署結構。車(chē)站/停車(chē)場(chǎng)/車(chē)輛段為下級域，可以獨立運行，自主管理本地視頻監控資源；控制中心/備用控制中心為上級域，可以隨意任意瀏覽、調閱、控制車(chē)站/停車(chē)場(chǎng)/車(chē)輛段等下級域的視頻監控資源。通過(guò)CCTV系統，運營(yíng)人員可以實(shí)時(shí)監控車(chē)站客流、列車(chē)出入站及旅客上下車(chē)情況，可以說(shuō)CCTV系統是地鐵運營(yíng)加強運行組織管理，提高運營(yíng)效率，確保旅客安全及防災調度的重要手段。

　　傳統的CCTV系統架構有兩種，一種是IP媒體流架構，另一種是直存架構。其中IP媒體流架構，視頻流須通過(guò)視頻（流媒體/轉發(fā)）服務(wù)器進(jìn)行轉發(fā)，轉發(fā)到客戶(hù)端電視墻及存儲設備中，此種架構嚴重依賴(lài)于各種視頻服務(wù)器，架構復雜，如出現單點(diǎn)設備故障，則會(huì )影響整網(wǎng)系統的運行。而在直存架構中，攝像機必須同時(shí)發(fā)兩路媒體流給平臺，一路媒體流通過(guò)交換機的組播轉發(fā)給客戶(hù)端及解碼器調看，另外一路視頻存儲流在前端攝像機必須進(jìn)行iSCSI塊級封裝，直寫(xiě)到平臺的IPSAN中進(jìn)行存儲，此架構雖然架構相對簡(jiǎn)單，但對攝像機要求支持ISCSI協(xié)議封裝且要求交換機支持IGMP協(xié)議，如果需二次存儲備份，則還需添加視頻（流媒體/轉發(fā)）服務(wù)器，同樣此種架構系統如出現單點(diǎn)設備故障，也會(huì )影響整網(wǎng)系統的運行。

　　傳統的CCTV系統為了車(chē)站就近本地操控及節省主干網(wǎng)帶寬，基本都采用分布式分級部署，即監控接入及存儲設備均安置在車(chē)站軌旁的機房。這樣一來(lái)，隨著(zhù)列車(chē)的進(jìn)出車(chē)站，軌旁機房一直會(huì )產(chǎn)生規律而持續的震動(dòng)，而且此種震動(dòng)幅度大、持續時(shí)間長(cháng)。在這種持續震動(dòng)的環(huán)境中，在視頻監控系統中承擔錄像存儲作用的高速機械式硬盤(pán)的故障率要遠高于其他應用場(chǎng)景，并在運行一段時(shí)間后有可能形成批量損壞造成監控業(yè)務(wù)中斷、存儲錄像丟失。

　　為了避免傳統CCTV系統系統穩定性及錄像數據安全性的問(wèn)題，在昆明地鐵3號線(xiàn)地鐵中，CCTV系統建設采用華為分布式云監控系統架構設計建設，確保地鐵CCTV系統運行的極致安全穩定。

　　云監控是在云計算概念上延伸和發(fā)展出來(lái)的，依托于底層云節點(diǎn)虛擬化，實(shí)現計算資源池云化、存儲資源池云化，在上層軟件實(shí)現端口資源池云化，在整個(gè)端到端云化資源管理平臺上承載云監控平臺，相當于視頻監控業(yè)務(wù)和硬件之間多了一個(gè)資源管理平臺。這個(gè)資源管理平臺就像業(yè)務(wù)和硬件之間的一個(gè)緩沖池一樣，一旦有硬件損壞，業(yè)務(wù)在資源管理平臺的調度下實(shí)現無(wú)縫遷移，確保了系統業(yè)務(wù)的運行不依賴(lài)與硬件設備，同時(shí)云監控物理架構清晰，部署簡(jiǎn)單，硬件資源合理分配有效利用，為視頻監控系統搭建一個(gè)穩定可靠的物理架構。

　　在華為云監控架構中，攝像機只需要接入到云監控資源池，媒體流由云監控資源池實(shí)現轉發(fā)及存儲，架構簡(jiǎn)單，配置部署方便，單設備節點(diǎn)故障時(shí)，系統自動(dòng)分配其他云節點(diǎn)資源進(jìn)行接管，不會(huì )產(chǎn)生單點(diǎn)故障影響整網(wǎng)的風(fēng)險。

　　傳統監控架構與云監控架構對比

　　昆明地鐵3號線(xiàn)CCTV系統建設采用華為分布式云監控系統，實(shí)現了極致安全穩定，簡(jiǎn)單總結可概括為：站間云集群、節點(diǎn)全遷移、壞盤(pán)不中斷、掉幀不掉圖。

　　在不增加成本的條件下提供車(chē)站之間的無(wú)縫容災，平時(shí)不啟用，在單站設備完全故障或單站設備性能無(wú)法承載時(shí)啟用，這種設計，確保平時(shí)對車(chē)站和線(xiàn)路中心的帶寬無(wú)壓力；

　　單車(chē)站內的所有硬件設備如果故障都不會(huì )造成業(yè)務(wù)中斷，通過(guò)本站內的云化集群實(shí)現所有設備間自動(dòng)快速切換，并實(shí)現設備間的動(dòng)態(tài)負載均衡；

　　硬盤(pán)是地鐵強震動(dòng)環(huán)境中的易損件，云監控提供壞盤(pán)不中斷特性，確保硬盤(pán)故障造成RAID組故障后，錄像自動(dòng)遷移，確保圖像錄像業(yè)務(wù)不中斷；

　　硬盤(pán)故障后確保存儲錄像不丟失，最大程度確保監控查證的需求。

　　隨著(zhù)地鐵視頻監控邁向高清化時(shí)代，存儲架構也向更加容易維護的分布式云監控模式轉變；云監控不僅支持在線(xiàn)擴容，而且基于良好的平臺開(kāi)放性，能夠保障系統互聯(lián)互通，共享視頻與圖像數據。華為云監控服務(wù)于諸如昆明地鐵、合肥地鐵和長(cháng)沙地鐵等國內多條地鐵線(xiàn)路，帶給客戶(hù)全高清的視頻監控體驗，并且華為獨特的視頻優(yōu)化存儲技術(shù)能夠保證數據的可靠性，充分滿(mǎn)足客戶(hù)對數據可靠性的要求。