昆明地鐵3號線起點位于主城區(qū)西部石咀火車站,沿春雨路、人民西路至規(guī)劃的太平路,終點位于主城東部白沙河站,并預(yù)留機場線延伸接口,線路全長約為19.1公里,是溝通昆明主城區(qū)東西方向的骨干線路,因此其安全運營也顯得格外重要。要確保地鐵安全運營,CCTV系統(tǒng)(閉路電視監(jiān)控系統(tǒng),以下簡稱CCTV系統(tǒng))的建設(shè)舉足輕重。
地鐵CCTV系統(tǒng)安全需求
昆明地鐵3號線CCTV系統(tǒng)主要由車站、車輛段/停車場、線網(wǎng)控制中心、放馬橋臨時控制中心組成。系統(tǒng)整體架構(gòu)采用分布式云監(jiān)控進行分層設(shè)計,即控制中心(包含臨時控制中心)-車站/停車場/車輛段兩層部署結(jié)構(gòu)。車站/停車場/車輛段為下級域,可以獨立運行,自主管理本地視頻監(jiān)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(diào)閱、控制車站/停車場/車輛段等下級域的視頻監(jiān)控資源。通過CCTV系統(tǒng),運營人員可以實時監(jiān)控車站客流、列車出入站及旅客上下車情況,可以說CCTV系統(tǒng)是地鐵運營加強運行組織管理,提高運營效率,確保旅客安全及防災(zāi)調(diào)度的重要手段。
傳統(tǒng)的CCTV系統(tǒng)架構(gòu)有兩種,一種是IP媒體流架構(gòu),另一種是直存架構(gòu)。其中IP媒體流架構(gòu),視頻流須通過視頻(流媒體/轉(zhuǎn)發(fā))服務(wù)器進行轉(zhuǎn)發(fā),轉(zhuǎn)發(fā)到客戶端電視墻及存儲設(shè)備中,此種架構(gòu)嚴重依賴于各種視頻服務(wù)器,架構(gòu)復(fù)雜,如出現(xiàn)單點設(shè)備故障,則會影響整網(wǎng)系統(tǒng)的運行。而在直存架構(gòu)中,攝像機必須同時發(fā)兩路媒體流給平臺,一路媒體流通過交換機的組播轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端及解碼器調(diào)看,另外一路視頻存儲流在前端攝像機必須進行iSCSI塊級封裝,直寫到平臺的IPSAN中進行存儲,此架構(gòu)雖然架構(gòu)相對簡單,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(zhuǎn)發(fā))服務(wù)器,同樣此種架構(gòu)系統(tǒng)如出現(xiàn)單點設(shè)備故障,也會影響整網(wǎng)系統(tǒng)的運行。
傳統(tǒng)的CCTV系統(tǒng)為了車站就近本地操控及節(jié)省主干網(wǎng)帶寬,基本都采用分布式分級部署,即監(jiān)控接入及存儲設(shè)備均安置在車站軌旁的機房。這樣一來,隨著列車的進出車站,軌旁機房一直會產(chǎn)生規(guī)律而持續(xù)的震動,而且此種震動幅度大、持續(xù)時間長。在這種持續(xù)震動的環(huán)境中,在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中承擔(dān)錄像存儲作用的高速機械式硬盤的故障率要遠高于其他應(yīng)用場景,并在運行一段時間后有可能形成批量損壞造成監(jiān)控業(yè)務(wù)中斷、存儲錄像丟失。
為了避免傳統(tǒng)CCTV系統(tǒng)系統(tǒng)穩(wěn)定性及錄像數(shù)據(jù)安全性的問題,在昆明地鐵3號線地鐵中,CCTV系統(tǒng)建設(shè)采用華為分布式云監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計建設(shè),確保地鐵CCTV系統(tǒng)運行的極致安全穩(wěn)定。
華為地鐵分布式云監(jiān)控解決方案
云監(jiān)控是在云計算概念上延伸和發(fā)展出來的,依托于底層云節(jié)點虛擬化,實現(xiàn)計算資源池云化、存儲資源池云化,在上層軟件實現(xiàn)端口資源池云化,在整個端到端云化資源管理平臺上承載云監(jiān)控平臺,相當(dāng)于視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)和硬件之間多了一個資源管理平臺。這個資源管理平臺就像業(yè)務(wù)和硬件之間的一個緩沖池一樣,一旦有硬件損壞,業(yè)務(wù)在資源管理平臺的調(diào)度下實現(xiàn)無縫遷移,確保了系統(tǒng)業(yè)務(wù)的運行不依賴與硬件設(shè)備,同時云監(jiān)控物理架構(gòu)清晰,部署簡單,硬件資源合理分配有效利用,為視頻監(jiān)控系統(tǒng)搭建一個穩(wěn)定可靠的物理架構(gòu)。
在華為云監(jiān)控架構(gòu)中,攝像機只需要接入到云監(jiān)控資源池,媒體流由云監(jiān)控資源池實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)及存儲,架構(gòu)簡單,配置部署方便,單設(shè)備節(jié)點故障時,系統(tǒng)自動分配其他云節(jié)點資源進行接管,不會產(chǎn)生單點故障影響整網(wǎng)的風(fēng)險。
傳統(tǒng)監(jiān)控架構(gòu)與云監(jiān)控架構(gòu)對比
解決方案價值
昆明地鐵3號線CCTV系統(tǒng)建設(shè)采用華為分布式云監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了極致安全穩(wěn)定,簡單總結(jié)可概括為:站間云集群、節(jié)點全遷移、壞盤不中斷、掉幀不掉圖。
1.站間云集群
在不增加成本的條件下提供車站之間的無縫容災(zāi),平時不啟用,在單站設(shè)備完全故障或單站設(shè)備性能無法承載時啟用,這種設(shè)計,確保平時對車站和線路中心的帶寬無壓力;
2.節(jié)點全遷移
單車站內(nèi)的所有硬件設(shè)備如果故障都不會造成業(yè)務(wù)中斷,通過本站內(nèi)的云化集群實現(xiàn)所有設(shè)備間自動快速切換,并實現(xiàn)設(shè)備間的動態(tài)負載均衡;
3.壞盤不中斷
硬盤是地鐵強震動環(huán)境中的易損件,云監(jiān)控提供壞盤不中斷特性,確保硬盤故障造成RAID組故障后,錄像自動遷移,確保圖像錄像業(yè)務(wù)不中斷;
4.掉幀不掉圖
硬盤故障后確保存儲錄像不丟失,最大程度確保監(jiān)控查證的需求。
隨著地鐵視頻監(jiān)控邁向高清化時代,存儲架構(gòu)也向更加容易維護的分布式云監(jiān)控模式轉(zhuǎn)變;云監(jiān)控不僅支持在線擴容,而且基于良好的平臺開放性,能夠保障系統(tǒng)互聯(lián)互通,共享視頻與圖像數(shù)據(jù)。華為云監(jiān)控服務(wù)于諸如昆明地鐵、合肥地鐵和長沙地鐵等國內(nèi)多條地鐵線路,帶給客戶全高清的視頻監(jiān)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(shù)據(jù)的可靠性,充分滿足客戶對數(shù)據(jù)可靠性的要求。