視頻監控系統承載了軌道交通系統中關鍵的視頻信息記錄、緊急情況的處理，替代了大量的人力。其故障將引起系統的混亂或關鍵信息的丟失，給軌道交通運輸造成巨大的風險。在實際運行中就有發生過因視頻監控系統穩定性問題，影響到軌道交通故障的處理，影響到地鐵公安的辦案。因此，軌道交通系統對于視頻監控系統的可靠性提出了極為嚴格的要求。
基于對軌道交通行業運行與控制體系的深刻理解，大華股份高標準地規劃與實施了視頻監控系統的高可靠性解決方案。
1 設備的高可靠性
1.1 硬件高可靠性
大華股份采用了設備主備份、冗余配置、負荷分擔等可靠性設計方案，通過優化系統故障檢測及隔離措施，提高系統的可靠性。具體有如下措施：
設備全部采用經過老化和嚴格篩選的優質元器件，各種ASIC器件工藝先進，其可靠性都經過了嚴格的測試;設備的組裝過程也有嚴格的質量控制，確保設備長期使用時的高穩定性和高可靠性。
設備采用多級、分布的群機控制方式，由若干CPU構成群機處理系統，各模塊功能明確，模塊間的通信考慮了備份設計或防吊死設計;設備的硬件可自動檢測故障，故障響應快、恢復時間短;設備還采用了隔離機制，當一個實體不能完成某個功能的時候，會自動把該部分業務轉移到其他實體中去運行。
另外，設備還采用冗余設計方法，對重要的功能模塊進行備份(如主控板、電源、風扇、網口等)，具有較強的容錯能力。硬件冗余還讓您可以在不中斷設備正常工作的情況下更換主控板或者其他設備(在線插拔)。對于重要數據采用非易失存儲器保存，并采用前后臺數據備份方式保證數據的可靠性和一致性。
1.2 軟件高可靠性
軟件可靠性體現在強大的容錯能力上。當軟件故障出現時，不會導致整個系統的崩潰，即系統具有自愈能力。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，能夠有效地阻止系統誤操作、黑客攻擊和病毒襲擾，系統安全性極高。無需專門殺毒軟件、防火墻，有效降低成本。
對系統中的各種軟件資源提供占用校驗，如果出現由于軟件異常導致資源吊死現象，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;系統實行數據校驗，并進行定時或事件驅動的數據一致性檢查;系統可以根據操作日志定位系統異常或錯誤，并恢復系統到正常狀態。
在對系統實行任務監控時，對遇到的各種軟件內部錯誤及部分硬件錯誤，都有監控進程進行監控，這些進程可監視任務運行狀況、處理系統異常并發送報告。
同時，系統可實施流量控制，即當系統負荷達到一定程度時，系統會自動采取多種措施，降低系統負荷，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，由前端設備直接存儲到視頻存儲設備中，視頻流不通過中間服務器，減少了中間節點故障。
并采用如下技術實現設備間的冗余，任何一個網絡實體發生故障時，都能有另外一個對等的實體接替工作，使系統能夠繼續提供服務。
2.1 N+M備份
大華股份視頻存儲設備集群冗余備份功能簡稱為N+M功能(N工作機數、M為備用機數)，實現了工作機備用機設備之間的錄像冗余。
工作的視頻直存設備(EVS)與備份EVS的中心調度服務(DCS)連接，平常連接到一個DCS上。當有工作EVS出現宕機時，備份EVS會自動替換該工作EVS，自動進行前端設備錄像接管。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據的完整性。并且不同的工作EVS和備份EVS可以放置在不同的地域，以實現異地容災備份。
2.2 斷點續傳
視頻斷點續傳是一項針對攝像機網絡容錯的功能。前端設備配有小容量的前端存儲，如SD卡。當網絡出現故障時，視頻錄像可臨時存儲到前端存儲;待網絡恢復，能夠將暫存在前端存儲中的監控錄像同步補錄進后端存儲系統中，并支持斷點續傳。以便保證錄像的連貫性。
配合視頻運維平臺，實現攝像機斷線報警。及時安排維修人員進行網絡恢復，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器(CMS)和應用服務器，正確設計的系統應當不存在任何因為關鍵硬件例如單臺服務器發生故障而導致的單點故障。為此，大華股份采用了如下的可靠性方案。
3.1 核心服務器容災備份
為了提高視頻管理平臺的高可靠性與安全性，大華股份實現了的CMS異地容災備份，即為網絡上運行的CMS增加一個備份的CMS。正常情況下，主用CMS正常處理各類業務;當主用CMS發生故障時，容災CMS能夠完全承擔主用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地理容災方案：
無縫地理容災：不同地點的兩套CMS的業務部分及數據部分以主備用或負荷分擔方式工作。在無縫地理容災中，數據庫的同步是通過數據復制和一致性校驗技術來完成的。
1+1實時主備容災：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。主備容災中，每個CMS存儲的用戶數量的能力和獨立HLR相同。一旦主用CMS發生故障，容災CMS將接管故障的主用CMS中的所有用戶。
3.2 應用服務的分布式部署
應用服務器支持分布式部署，可將各個應用服務的負荷分散到多臺分布式服務器中。使每臺服務器的負荷都在額定壓力范圍內，使整個系統負載均衡，避免單臺設備因長期壓力過大而可靠性降低。
N+M備份模式：N臺分布式應用服務器可關聯到M臺備份應用服務器，當分布式應用服務器宕機或因故障停機時，可由備份應用服務器接替原服務器工作。這樣保證了服務的連續性，也保證分布式部署的可靠性。
4 傳輸網絡的高可靠性
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，減少了光纖收發器等中間設備，避免了復雜電磁環境的干擾，增加視頻傳輸的可靠性。
端口冗余：對于多網口的視頻直存設備或視頻管理服務器可將多個網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生的風險。
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、多風扇等多個部件的冗余，保證傳輸過程的可靠性。
除以上設備組網方案外，還有使用車站環型組網方式，可以提高網絡的可靠性。當環上任意一點中斷后，光纖環網將自動成為兩條鏈分別和控制中心連接，實現業務的可靠回傳。
5 結束語
通過提高設備的可靠性、提高存儲方案的可靠性、提高視頻管理平臺的可靠性、提高傳輸網絡的可靠性，使得大華股份軌道交通視頻監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控系統都是您最好的幫手。
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