随着高清视频的大规模应用,安防视频监控系统规模越来越大,系统中需要存储的数据类型多样、行业应用的复杂程度不断提高,且视频数据需要长时间持续地保存到存储系统中,并要求随时精确调用,对存储系统的可靠性和性能等方面都提出了新的要求。面对近年呈 EB 级增长的海量存储需求,传统的 NVR、SAN 或 NAS 在容量和性能的扩展上会存在瓶颈。而云存储可以突破这些性能瓶颈,而且可以实现性能与容量的线性扩展,这对于追求高可用性的政企用户来说是一个新选择。
云存储是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,应用存储虚拟化技术将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。
海康威视针对大容量视频数据的存储和管理以及满足视频监控领专属的应用需求,结合对象存储技术、分布式 EC 技术等设计了一套海康威视视频云存储系统。海康威视视频云存储采用软硬件一体化设计,通过将云存储技术与安防行业智能应用、大数据技术深度融合,提供专业、灵活、智能、可靠的云存储服务。
1. 云存储概述
与传统的存储设备相比,云存储不仅仅是一个硬件,而是一组由网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网和客户端程序等多个部分组成的复杂系统。各部分以存储设备为核心,通过应用软件来对外提供数据存储和业务访问服务。云存储是采用流式的数据结构,一般的云存储是采用文件块的型式,文件块和视频流存储还是有一定区别的,而视频云存储系统结合了视频和图片的数据特点进行深度的架构调整和应用融合,所以海康云存储是专门针对安防行业应用推出的云存储系统。相对于传统云存储系统存储与独立服务器的方式,海康威视视频云存储具备以下特点:
- 可扩展性--云存储空间允许在线动态的调整,并按需使用。可以通过离散算法将同一通道的数据分散到不同的存储节点当中,然后在数据读取时即可在各个存储节点即可同时读取数据,大幅提高数据读取时的效率。
- 灾难恢复--云存储具备分布式的特性。当某个存储节点故障后,系统会将该 IPC 的视频录像数据动态调整到其他存储节点上。
- 负载平衡--云存储通过动态分配可减轻链接数据负载。
- 节省成本--云存储无需众多专业 IT 维护人员,实现快速部署、便捷运维。
2. 云存储系统架构

2.1 设备层
设备层是云存储最基础、最底层的部分,该层由标准的物理设备组成,支持标准的磁盘阵列设备。通过设备层的整合为云存储系统提供容量基础,为各类应用提供存储容量。
2.2 对象存储层
对象存储层在设备层基础上将容量按照流式文件系统格式要进行虚拟化整合,并结合对象存储服务完成分布式存储的读写功能。通过资源管理模块对多个 OSD 进行资源管理和分配,通过虚拟化方式构建 Bucket 存储池,并将数据以 Object 方式写入对应存储池中。该层同时融合了虚拟化管理、分散策略、资源管理、集群管理、文件元数据管理等多种核心的管理功能。
对象存储层将分布式 EC 技术与对象存储技术相结合,提供灵活的 N+M 策略对数据内容进行高安全级别的保障。
2.3 功能实现层
功能实现层主要包含视频功能、图片功能、文件功能三个主要应用的存储功能实现。基于视频功能实现了视频录像、下载、回放等基层功能外还包含多项安防应用专用功能。图片、文件等功能同样在存储基础上将应用与存储更优结合,提供丰富的安防应用功能。
2.4 接口层
接口层主要讲功能实现层中丰富的应用功能以灵活方式提供给上层服务。接口类型可分为 SDK 接口、REST 协议、SNMP 协议等,可以根据实际业务类型,开发不同的应用服务接口,提供不同的应用服务。实现和行业专属平台、运维平台的对接;实现和智能分析处理系统之间的对接;实现视频数据的存储、检索、回放、浏览转发等操作;实现设备以及服务的监控和运维等。
3. 系统功能
视频云存储系统集成基础的视频、图片专属存储功能,有效提高安防监控系统的运行效率与行业应用扩展。同时丰富的系统管理、运行维护功能提供了更为智能、稳定的运行环境与良好的服务体验。
云存储系统面向视频、图片应用定制化开发,提供丰富的功能接口可供上层综合管控平台调用,主要实现视频存储、图片存储、文件存储、系统管理、安全管理和运维管理等功能。
3.1 视频存储功能
功能项 | 功能说明 |
录像计划管理 | 关联平台配置好的录像计划,并将录像计划同步到各个存储节点。 |
录像计划执行 | 根据配置要求确定通道和存储地址,负责将录像数据向下层模块的写入操作。 |
视频录像 | 系统可以按照用户制定的计划保存前端设备采集的录像数据,录像类型、录像头由用户指定,存储开启相关的资源。 |
移动侦测录像 | 根据设定移动侦测区域自动执行相应的录像任务 |
事件录像 | 根据具体事件执行录像任务,优先级高于定时和移动侦测录像 |
视频检索 | 用户可以按监控点编号、录像类型、时间组合、锁定、标注等条件查询录像数据。 |
视频回放 | 支持根据监控点编号以及时间段、录像类型对录像数据进行快放、慢放、倒序回放、I 帧回放。 |
视频下载 | 支持根据监控点编号以及时间段对录像数据进行下载。 |
视频锁定 | 支持指定的录像片段进行锁定,锁定后的数据不被循环覆盖掉。 |
支持已锁定的录像片段锁定时长到期自动解锁。 | |
视频补录 | 支持网络异常恢复后从前端 SDK 中补录网络异常期间缺失的录像。 |
支持手动触发从其它存储设备中补录某个时间段的历史视频录像。 | |
支持按时间计划从其它存储设备中补录某个时间段的视频录像。 |
3.2 图片存储功能
功能项 | 功能说明 |
图片存储 | 支持图片从卡警服务器、图片服务器等直存云存储。 |
支持图片从抓拍机直存云存储。 | |
图片预览 | 支持根据 URL 进行图片预览。 |
支持多种图片压缩方式预览:百分比压缩、大小压缩、宽高压缩。 | |
即存即取 | 支持缓存加速,图片获取速度提升,实现图片即存、即取、即分析的业务需求 |
图片下载 | 支持根据 URL 进行指定图片下载。 |
支持根据监控点编号以及时间段对图片批量下载。 | |
图片下载时支持多种图片压缩方式:百分比压缩、大小压缩、宽高压缩。 | |
图片锁定 | 支持指定 URL 的图片进行锁定,锁定后的数据不被循环覆盖。 |
支持根据监控点编号以及时间段对图片批量锁定。 | |
支持已锁定的图片锁定时长到期自动解锁。 |
3.3 文件存储功能
功能项 | 功能说明 |
文件上传 | 支持通过 URL 上传文件。 |
支持对大对象进行分片上传;支持断点续传 | |
支持设置文件的元数据信息。 | |
权限控制 | 支持对文件设置和修改权限,支持的权限如:能读能写、只读、私有 |
版本号管理 | 支持对文件的版本号进行管理;根据设置可以保存文件的多个版本 |
文件拷贝 | 用户可以对一个已经存在的文件执行拷贝操作,拷贝时可以重新设置文件的元数据信息以及权限控制等信息。 |
文件检索 | 用户可以按文件 key 查询文件数据。 |
文件下载 | 支持根据 URL 进行文件下载。 |
支持断点续传。 |
3.4 系统管理功能
功能项 | 功能说明 |
集群管理 | 集群采用快速索引管理,能根据用户的各种查询条件(监控点编号、录像类型、时间段等)进行快速定位。 |
集群采用虚拟 IP 技术,对外提供统一的入口 IP 形式,将集群的访问在集群中根据各种算法进行分摊,降低单个节点的访问压力。 | |
负载均衡管理 | 后端存储节点压力进行实时监控,当单台存储节点压力过大时能根据智能算法将业务平滑迁移至其他存储节点,达到整个集群间负载均衡目的。 |
通过实时的数据录像情况调整和分配系统内存储资源空间,提高系统存储空间利用率。 | |
虚拟化管理 | 支持对存储设备统一管理,将存储容量虚拟化为资源池提供存储容量。 |
支持资源池容量灵活分配,可灵活调整资源池容量容量大小。 | |
支持按数据类型划分资源池,可划分视频、图片、文件、通用资源池。 | |
支持资源池容量周期管理,支持按时间、空间进行数据容量循环覆盖。 | |
分散存储管理 | 将前端数据通过特定算法,平滑分散至各个存储节点,从而降低大量回放对单台存储节点的压力。 |
混合存储管理 | 支持视频、图片、文件、智能流混合存储。 |
在线扩展 | 支持系统在线扩展提升系统规模、性能、容量能力 |
权限管理 | 支持多级用户管理,对用户和资源池进行绑定,对用户的行为权限进行限定。 |
支持交互协议采用摘要验证和加密机制,确保网络交互协议的安全。 |
3.5 安全管理功能
功能项 | 功能说明 |
纠删码保护 | 支持 Erasure Code 算法,支持 N+M 级别数据保障机制。 |
数据安全保护 | 支持 N+M 级别下,条带中 M 个以内的块单元故障数据可恢复。 |
支持多硬盘故障数据可以恢复,读写不中断。 | |
支持多设备故障数据可以恢复,读写不中断。 | |
业务安全保护 | 支持存储设备故障,业务可自动进行切换业务持续性。 |
录像安全保护 | 支持 N+M 级别下, 条带中 M 个以上的块单元损坏,剩余数据依然可读,录像依旧可以进行回放。 |
智能重构 | 支持设置数据级别,按优先级顺序进行数据重构。 |
3.3 运维管理功能
功能项 | 功能说明 |
系统信息获取 | 支持系统信息:版本、CPU、内存、网卡、磁盘等信息的获取。 |
系统故障告警 | 支持系统故障(CPU、内存等超过阈值)主动告警到运维平台。 |
存储设备告警 | 支持设备故障、掉线会主动告警到运维平台。 |
标准协议对接 | 支持标准的 SNMP 协议对接。 |
4. 系统优势
- 灵活高效的空间管理
- 真正 PB 级存储容量,最高支持 100PB 存储规模。
- 首创流式文件系统,全面优化视频、图片数据存储效率。
- 数据块级存储,资源垂直化管理,存储粒度精确控制,提升空间利用率。
- 存储资源虚拟化透明管理,简化空间管理复杂度,提升存储服务体验。
- 自研离散存储算法实现数据合理分散存储,提升数据安全性和可用性。
- 数据快速检索
- 一体化索引技术,全面提升查询速率,毫秒级响应。
- 应用化索引技术,快速 I 帧定位与读取,高效的应用业务快速检索。
- 持续可靠的数据服务
- 全高清、数据存储 7×24 小时不间断服务。
- 系统性能负载均衡,降低设备损耗、提升处理效率,绿色环保。
- 全系统并发数据读取,提升数据读取速率,满足大数据业务需要。
- 全集群化 N+M 高可靠性存储服务,多点故障时系统管理、存储业务自动调整,确保业务应用的持续性。
- 开放透明的兼容系统
- 提供标准 API 接口与平台对接,透明存储业务处理流程,避免重复开发。
- 支持标准 IP-SAN、FC-SAN 存储设备接入,保护已有投资,利于系统整合。
- 持续稳定的运维服务
- 系统运行情况实时监控,运行异常时自动告警。
- 支持实时在线实时扩容,有效保障系统运行和业务处理的连续性。
- 支持标准的 SNMP 协议,提供 Mibs 接口进行标准化对接。
5. 系统容量计算
5.1 视频存储容量
视频录像数据包括:监控摄像机全天候定时录像、事件触发录像、手动录像。
视频监控系统一般采用 H.264 编码算法:
- 设计码流为 1080P@30 帧(1920×1080)6~8Mbps,这样的算法和带宽可以确保图像清晰度、色彩还原及编解码延时等几个关键指标的综合最佳效果。
- 1 路 1080P 摄像机按照这样的码流计算 30 天的存储空间:8Mbps×3600 秒×24 小时×30 天/1024/1024/8=2.48TB,
根据具体情况(共规划建设视频监控系统 XX 套),存储容量总需求为: XXTB,系统建设存储设备总容量约为XXTB。
5.2 图片存储容量
车辆图片信息采用 JPEG 编码格式,符合 ISO/IEC1544∶2000 要求,压缩因子不高于 70,200 万高清摄像机输出照片文件平均大小为 300KB,例如按单车道日均 2000 辆流量估算,一个车道的图片信息按 6 个月的时间的容量计算公式如下:
- 2000 辆×0.3MB×1 车道×30 天/月×6 个月/1024/1024=0.1TB
- 总存储容量=单车道容量×卡口数量×车道数
车辆图片数据根据具体情况(按照 XX 个卡口抓拍机,每个抓拍机抓拍 XX 个车道数),图片存储容量需求为:单车道容量×XX×XX=XTB。
5.3 文件存储容量
文件容量计算以每日文件数量、单个文件大小、存储周期计算得出。计算公式如下: 文件存储容量需求为:每日文件数量×单个文件大小(MB)×存储周期(天)。
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第 一 章 方案概述 1
1.1 方案背景 1
1.2 需求分析 2
1.3 建设目标 3第 二 章 总体思路 5
2.1 设计思路 5
2.2 设计原则 6
2.3 设计依据 9第 三 章 系统总体设计 11
3.1 应用架构 11
3.2 系统拓扑 11第 四 章 系统详细设计 14
4.1 视频级联、视频监控配置、实时预览功能、录像回放功能、视频监控电视墙、海康视频监控优势
4.1.1 视频监控子系统、监控前端设计、园区周界及外围部署、可见光周界防范、园区主出入口等地部署、园区公共区域监控布置、建筑室内区域监控部署
4.2 人员通行 51
4.2.1 门禁管理子系统:门禁系统功能、门禁系统架构和组成、门禁系统部署方案
4.2.2 可视对讲子系统、可视对讲系统的部署方案、可视对讲系统详细设计
4.2.3 梯控管理子系统详细设计、梯控系统的部署方案
4.2.4 访客管理子系统详细方案、访客预约系统功能和工作流程
4.2.5 静电检测子系统 83
4.2.6 智能锁管理子系统 87
4.3 车辆通行 91
4.3.1 停车场子系统功能、停车场系统部署方案、停车场系统详细设计
4.3.2 寻车诱导子系统详细设计、诱导寻车系统功能介绍 107
4.3.3 园区卡口子系统 118
4.3.4 新能源充电泊位管理子系统 129
4.3.5 车辆违规管控子系统 135
4.3.6 车辆防冲撞子系统 137
4.3.7 车底检测子系统 142
4.3.8 人车核验管理子系统 144
4.4 报警监测 148
4.4.1 智能报警子系统、紧急报警设备、报警系统业务流程、常见报警系统安装方式、综合安防报警平台功能简介 & 系统优势 148
4.4.2 机房环境监测子系统、动环监控系统部署、海康动环系统功能 166
4.4.3 场所环境综合监测子系统 180
4.4.4 事件中心子系统 188
4.5 智能应用 194
4.5.1 智能监控子系统 194
4.5.2 封闭区域人车管控子系统 206
4.5.3 高空抛物溯源子系统 212
4.5.4 电瓶车秩序管理子系统 217
4.5.5 电梯健康监测子系统 222
4.5.6 客流管理子系统 227
4.6 综合服务 239
4.6.1 智能巡查子系统 239
4.6.2 定位巡查子系统 248
4.7 行政后勤 260
4.7.1 考勤管理子系统 260
4.7.2 智能柜管理子系统 264
4.7.3 自助制卡子系统 267
4.7.4 物资管理子系统 271
4.7.5 会议管理子系统 278
4.7.6 食堂消费子系统方案设计、食堂消费功能说明 284
4.7.7 宿舍管理子系统 303
4.7.8 信息发布子系统 316
4.8 安全管理 324
4.8.1 消防管理子系统 324
4.8.2 安检管理子系统 330
4.8.3 智慧广播子系统 346
4.9 能效监测 354
4.9.1 节能管理子系统 354
4.9.2 智慧路灯子系统 356
4.10 联网管理 359
4.10.1 多园区联网管理子系统 359
4.11 数据驾驶舱 362
4.11.1 数据可视化看板 362
4.11.2 3D 数字指挥舱 367
4.11.3 AR 数字指挥舱 369
4.11.4 VR 数字指挥舱 370
4.12 运维管理 372
4.12.1 设备网络管理子系统、视频监控运维管理 372
4.12.2 网络拓扑监控子系统 402
4.12.3 运管中心 415第 五 章 传输网络设计 420
5.1 设计思路与要求 420
5.1.1 设计思路 420
5.1.2 设计要求 420
5.2 网络规划设计 421
5.2.1 网络结构设计 421
5.2.2 VLAN 规划 422
5.2.3 网络 IP 地址规划 423
5.2.4 路由总体规划 424
5.2.5 网络传输带宽要求 425
5.3 网络可靠性设计 425
5.4 网络安全性设计 426
5.5 网络管理规划 426
5.6 网络安全建议 427第 六 章 监控中心设计 429
6.1 监控中心系统组成 429
6.2 服务器管理系统 429
6.2.1 管理服务器 429
6.2.2 流媒体服务器 430
6.2.3 级联服务器 430
6.2.4 校时服务器 430
6.2.5 结构化分析服务器 430
6.3 云存储系统 432
6.3.1 云存储概述 432
6.3.2 云存储系统架构 433
6.3.3 系统功能 434
6.3.4 系统优势 437
6.3.5 系统容量计算 438
6.4 视频综合平台设计 439
6.4.1 视频综合平台功能 440
6.4.2 主要功能效果展示 440
6.4.3 信息发布屏 440
6.4.4 会议平板 441
6.5 智能大屏管理系统 441
6.5.1 系统架构 442
6.5.2 系统配置功能 442
6.5.3 特色功能 443
6.5.4 系统部署 444第 七 章 平台软件介绍 446
7.1 平台架构 446
7.1.1 业务架构 446
7.1.2 逻辑架构 447
7.1.3 数据架构 448
7.2 平台关键技术 448
7.3 平台软件功能 451
7.4 平台软件特色 452
7.5 平台软件环境 454
7.5.1 硬件环境 454
7.5.2 软件环境 455
7.6 平台安全设计 455
7.6.1 存储安全 455
7.6.2 应用安全 456
7.6.3 网络安全 457
7.7 平台优势 458
7.7.1 全面的系统集成 458
7.7.2 丰富的联动策略 458
7.7.3 灵活的服务架构 459
7.7.4 多层次的可靠性保障 459
7.7.5 强大的扩展性支持 460
7.7.6 优良的系统兼容性 460
7.7.7 全方位的安全管理 460
7.7.8 便捷的操作体验 461
7.7.9 精细的权限设定 461
7.7.10 高效的系统运维 461第 八 章 方案优势 462
8.1 全场景业务覆盖 462
8.2 灵活园区人车管控 462
8.3 丰富的运营指挥手段 462
8.4 智能化运维管理 463第 九 章 项目案例 464