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摘要：视频监控系统作为一种直观、实时、准确的维护管理应用系统，在铁路工程建设、运营、防灾减灾、以及治安维护中起到了至关重要的作用。本文通过对铁路综合视频监控系统具体特点的分析，结合DAS、NAS、SAN三种存储技术的比较，简要总结了铁路综合视频监控系统中存储方案的合理选择。
关键词：铁路；综合视频监控；存储技术 DAS、NAS、SAN
Abstract: Video surveillance system as an intuitive, real-time, accurate maintenance management application system, in the construction of railway engineering, operations, disaster prevention and mitigation, and played a crucial role in the law and order maintenance. In this paper, the analysis of the specific characteristics of railway integrated video surveillance system, the combination of DAS, NAS, SAN, comparison of the three storage technologies, and a brief summary of a reasonable choice of railway integrated video surveillance system storage solutions.
[Keyword] Railway; integrated video surveillance; Storage Technology DAS, NAS, SAN
中途分类号：U28
铁路视频监控系统
（一） 铁路视频监控系统特点
新建的铁路视频监控系统采用视频编码及视频分析技术，实现低码流下高清晰视频图像采集、编码、传输、录像、转发及自动报警等功能。作为安全防范手段，铁路视频监控的作用主要集中在三个方面：事前预警、实时浏览和事件回溯。其中，事件回溯在目前的视频监控应用中最普遍也最为重要，对监控图像进行有效存储是视频监控系统非常重要的一个环节。随着铁路网络视频监控的逐步普及，IP监控存储技术也得到了快速发展。
（二）视频系统存储方案的比选
1、分散存储
采用分散存储方案时，图像信息在本地（铁路沿线各视频采集点）直接存储。该方式的特点是系统不需要将所有图像实时上传（仅对中心需要同时显示的图像上传），传输带宽大大节省，前端各点存储容量较小，且不会出现因传输通道故障而发生存储事件的时间空白。但该方式组成设备节点较多，设备分布较广，维护管理工作量较大。
2、相对集中存储
采用相对集中存储方案时，图像信息汇聚在车站，由车站进行信息的存储和管理。该方式特点是系统组成相对简洁、维护管理相对集中便捷，但占用较大传输带宽容量（车站至视频采集点）。且当传输通道发生故障时，将出现该传输通道区域内的视频信息丢失。
3、集中存储
采用集中存儲方案时，图像信息统一上传至路局/客专调度所进行集中存储和管理。该方式的特点是系统构成最简、维护管理高度集中，但占用大量的传输带宽容量（路局/客专调度所至视频采集点）。且当传输通道发生故障时，将出现该传输通道区域内的视频信息丢失。
4、存储方案比选
视频系统前端采集点除分布在沿线各客运车站、货运车站、编组站等相对集中的重点区域外，还广泛分布于铁路局分界口、铁路公安处管辖分界口、沿线牵引变电所、分区所、AT所、开闭所、配电和变配电所、公跨铁立交桥、长大隧道两端、正线途径的重点桥梁、沿线设备机房院落、GSM-R基站、信号中继站、路基地段、高架桥梁的维修梯、自然灾害多发区、治安复杂去、交叉路口、牵出线的调车作业点、岔线经与正线的连接点等。
分散存储、相对集中存储、集中存储三种存储方案各有其优缺点。结合铁路工程特点，建议优先选用相对集中存储方案。
（三）存储技术分类及各自特点
主流的存储技术有DAS、SAN或NAS。
1、DAS
DAS（Direct Attached Storage——直接附加存储）是指直接连接在各种服务器或客户端扩展接口下的数据存储设备。
DAS具有以下特点：
（1）存储设备直接连接到各种服务器或客户端。
（2）依赖于服务器，其本身是硬件的堆叠，不带有任何存储操作系统。
（3）每台客户端或服务器单独拥有自己的存储磁盘，容量再分配困难。
2、NAS
NAS（Network Attached Storage—网络附属存储）是一种基于LAN（局域网），按照TCP/IP协议进行通信，以文件的I/O（输入/输出）方式进行数据传输的网络文件存储及文件备份设备。
NAS具有以下特点：
（1）服务器或客户端利用普通以太网网络与存储设备互联，实现数据共享及快速备份。
（2）部署简单快捷
（3）多方位的高扩展性
3、SAN
SAN(Storage Area Network——存储区域网络) 是指采用光纤通道(Fibre Channel)技术，通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器主机，建立专用于数据存储的区域网络。
SAN具有以下特点：
（1）服务器或客户端通过光纤交换机网络连接存储设备，实现数据的快速备份与共享。
（2）可实现灵活的存储设备配置。
（3）提高了数据的可靠性和安全性。
（四）相对集中存储方案选用存储技术性价比分析
视频系统采用相对集中存储方案时，究竟选用哪种存储技术是最优的呢？由于SAN成本高、标准尚未确定，不适合广泛应用于铁路视频系统，这里只对DAS和NAS进行对比分析：
1、数据存储与备份能力的优劣分析
现在市场上的DAS产品采用的都是台式机的CPU作为中央处理器。而NAS产品则基本上采用的都是嵌入式、低能耗的专业CPU。同等情况下，专业CPU要比台式机的CPU工作效率更高，如数据转换存储比较快。所以说，在类似的应用环境中，NAS数据存储效率比较高。特别是有海量数据要存储，而且数据存储与读取的频率比较高，此时采用NAS往往可以在很大程度上提高数据处理的效率。
另外在数据备份上，NAS也有比较出色的表现。这主要是因为现在市场上主流的NAS产品采用的都是专业的备份软件。为此在数据备份的效率、安全性上会更加的有保障。而且灵活性也比较高。如可以实现不同设备之间的数据备份等等。而DAS一般需要用户自己去选择第三方的备份工具，或者采用RAID磁盘阵列的方式实现数据的冗余备份。这种方式在安全性上或许可以保证，但是在备份效率与灵活性是是很难跟配套的专业备份软件相比的。
2、数据安全性上的优劣分析
NAS技术中，服务器与实际的存储设备是分开的。也就是说，在硬盘等存储设备与客户端之间存在着一个网络附加存储服务器。如此的话，当服务器如果出现故障瘫痪的话，NAS存储方案中仍然可以通过其它可用的主机来读取存储设备中的数据。而如果采用DAS技术的话，往往服务器与磁盘阵列柜是在一起的。也就是说，磁盘阵列是一台依赖于服务器的设备。此时如果服务器发生故障瘫痪的话，必须要服务器修复后才能够使用。由于DAS将服务器与存储设备的命运紧密的连接在一起，而NAS则将服务器与存储设备独立开来，其安全性会更加有保障。不过在DAS也可以通过其它的方式，如服务器冗余等方式来提高服务器自身的可用性。只是这么做的话，要增加额外的投资。
在数据安全性上另外一个因素就是在容灾性上。对于这一点这两个方案各有特色。对于NAS存储方案来说，在远程容灾备份上有比较出色的表现。因为采用NAS网络附加存储的话，不需要采用专门的光纤网络，而且可以允许两端采用不同的存储设备。如一段采用硬盘，另一端则采用磁盘。所以采用NAS方案时可以更加容易、更加简便的实现远程容灾备份。不过在局域网内实现异地备份的话，NAS并没有多大的优势。相反由于DAS采用磁盘阵列技术，本身就可以在一定程度上实现容灾的要求。如在磁盘阵列中，即使损坏一块硬盘，那么服务器仍然可以根据一定的规则自动修复数据，而不会导致数据的丢失等等。笔者认为，如果在本地容灾备份上，DAS比NAS的优势更加明显。
二、结论
从以上分析中可看出，采用NAS技术的相对集中存储方案是解决现阶段铁路视频系统建设的合理方案，并且在工程中会得到越来越广泛的应用。
[参考文献]
[1]TB 10085-2009 《铁路图像通信设计规范》北京全路通信信号研究设计院 2009年
[2]铁运基 [2008] 630号，《铁路综合视频监控系统技术规范》[S]
[3]GB 50395-2007，《视频安防监控系统工程设计规范》[S]
关键词：铁路；综合视频监控；存储技术 DAS、NAS、SAN
Abstract: Video surveillance system as an intuitive, real-time, accurate maintenance management application system, in the construction of railway engineering, operations, disaster prevention and mitigation, and played a crucial role in the law and order maintenance. In this paper, the analysis of the specific characteristics of railway integrated video surveillance system, the combination of DAS, NAS, SAN, comparison of the three storage technologies, and a brief summary of a reasonable choice of railway integrated video surveillance system storage solutions.
[Keyword] Railway; integrated video surveillance; Storage Technology DAS, NAS, SAN
中途分类号：U28
铁路视频监控系统
（一） 铁路视频监控系统特点
新建的铁路视频监控系统采用视频编码及视频分析技术，实现低码流下高清晰视频图像采集、编码、传输、录像、转发及自动报警等功能。作为安全防范手段，铁路视频监控的作用主要集中在三个方面：事前预警、实时浏览和事件回溯。其中，事件回溯在目前的视频监控应用中最普遍也最为重要，对监控图像进行有效存储是视频监控系统非常重要的一个环节。随着铁路网络视频监控的逐步普及，IP监控存储技术也得到了快速发展。
（二）视频系统存储方案的比选
1、分散存储
采用分散存储方案时，图像信息在本地（铁路沿线各视频采集点）直接存储。该方式的特点是系统不需要将所有图像实时上传（仅对中心需要同时显示的图像上传），传输带宽大大节省，前端各点存储容量较小，且不会出现因传输通道故障而发生存储事件的时间空白。但该方式组成设备节点较多，设备分布较广，维护管理工作量较大。
2、相对集中存储
采用相对集中存储方案时，图像信息汇聚在车站，由车站进行信息的存储和管理。该方式特点是系统组成相对简洁、维护管理相对集中便捷，但占用较大传输带宽容量（车站至视频采集点）。且当传输通道发生故障时，将出现该传输通道区域内的视频信息丢失。
3、集中存储
采用集中存儲方案时，图像信息统一上传至路局/客专调度所进行集中存储和管理。该方式的特点是系统构成最简、维护管理高度集中，但占用大量的传输带宽容量（路局/客专调度所至视频采集点）。且当传输通道发生故障时，将出现该传输通道区域内的视频信息丢失。
4、存储方案比选
视频系统前端采集点除分布在沿线各客运车站、货运车站、编组站等相对集中的重点区域外，还广泛分布于铁路局分界口、铁路公安处管辖分界口、沿线牵引变电所、分区所、AT所、开闭所、配电和变配电所、公跨铁立交桥、长大隧道两端、正线途径的重点桥梁、沿线设备机房院落、GSM-R基站、信号中继站、路基地段、高架桥梁的维修梯、自然灾害多发区、治安复杂去、交叉路口、牵出线的调车作业点、岔线经与正线的连接点等。
分散存储、相对集中存储、集中存储三种存储方案各有其优缺点。结合铁路工程特点，建议优先选用相对集中存储方案。
（三）存储技术分类及各自特点
主流的存储技术有DAS、SAN或NAS。
1、DAS
DAS（Direct Attached Storage——直接附加存储）是指直接连接在各种服务器或客户端扩展接口下的数据存储设备。
DAS具有以下特点：
（1）存储设备直接连接到各种服务器或客户端。
（2）依赖于服务器，其本身是硬件的堆叠，不带有任何存储操作系统。
（3）每台客户端或服务器单独拥有自己的存储磁盘，容量再分配困难。
2、NAS
NAS（Network Attached Storage—网络附属存储）是一种基于LAN（局域网），按照TCP/IP协议进行通信，以文件的I/O（输入/输出）方式进行数据传输的网络文件存储及文件备份设备。
NAS具有以下特点：
（1）服务器或客户端利用普通以太网网络与存储设备互联，实现数据共享及快速备份。
（2）部署简单快捷
（3）多方位的高扩展性
3、SAN
SAN(Storage Area Network——存储区域网络) 是指采用光纤通道(Fibre Channel)技术，通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器主机，建立专用于数据存储的区域网络。
SAN具有以下特点：
（1）服务器或客户端通过光纤交换机网络连接存储设备，实现数据的快速备份与共享。
（2）可实现灵活的存储设备配置。
（3）提高了数据的可靠性和安全性。
（四）相对集中存储方案选用存储技术性价比分析
视频系统采用相对集中存储方案时，究竟选用哪种存储技术是最优的呢？由于SAN成本高、标准尚未确定，不适合广泛应用于铁路视频系统，这里只对DAS和NAS进行对比分析：
1、数据存储与备份能力的优劣分析
现在市场上的DAS产品采用的都是台式机的CPU作为中央处理器。而NAS产品则基本上采用的都是嵌入式、低能耗的专业CPU。同等情况下，专业CPU要比台式机的CPU工作效率更高，如数据转换存储比较快。所以说，在类似的应用环境中，NAS数据存储效率比较高。特别是有海量数据要存储，而且数据存储与读取的频率比较高，此时采用NAS往往可以在很大程度上提高数据处理的效率。
另外在数据备份上，NAS也有比较出色的表现。这主要是因为现在市场上主流的NAS产品采用的都是专业的备份软件。为此在数据备份的效率、安全性上会更加的有保障。而且灵活性也比较高。如可以实现不同设备之间的数据备份等等。而DAS一般需要用户自己去选择第三方的备份工具，或者采用RAID磁盘阵列的方式实现数据的冗余备份。这种方式在安全性上或许可以保证，但是在备份效率与灵活性是是很难跟配套的专业备份软件相比的。
2、数据安全性上的优劣分析
NAS技术中，服务器与实际的存储设备是分开的。也就是说，在硬盘等存储设备与客户端之间存在着一个网络附加存储服务器。如此的话，当服务器如果出现故障瘫痪的话，NAS存储方案中仍然可以通过其它可用的主机来读取存储设备中的数据。而如果采用DAS技术的话，往往服务器与磁盘阵列柜是在一起的。也就是说，磁盘阵列是一台依赖于服务器的设备。此时如果服务器发生故障瘫痪的话，必须要服务器修复后才能够使用。由于DAS将服务器与存储设备的命运紧密的连接在一起，而NAS则将服务器与存储设备独立开来，其安全性会更加有保障。不过在DAS也可以通过其它的方式，如服务器冗余等方式来提高服务器自身的可用性。只是这么做的话，要增加额外的投资。
在数据安全性上另外一个因素就是在容灾性上。对于这一点这两个方案各有特色。对于NAS存储方案来说，在远程容灾备份上有比较出色的表现。因为采用NAS网络附加存储的话，不需要采用专门的光纤网络，而且可以允许两端采用不同的存储设备。如一段采用硬盘，另一端则采用磁盘。所以采用NAS方案时可以更加容易、更加简便的实现远程容灾备份。不过在局域网内实现异地备份的话，NAS并没有多大的优势。相反由于DAS采用磁盘阵列技术，本身就可以在一定程度上实现容灾的要求。如在磁盘阵列中，即使损坏一块硬盘，那么服务器仍然可以根据一定的规则自动修复数据，而不会导致数据的丢失等等。笔者认为，如果在本地容灾备份上，DAS比NAS的优势更加明显。
二、结论
从以上分析中可看出，采用NAS技术的相对集中存储方案是解决现阶段铁路视频系统建设的合理方案，并且在工程中会得到越来越广泛的应用。
[参考文献]
[1]TB 10085-2009 《铁路图像通信设计规范》北京全路通信信号研究设计院 2009年
[2]铁运基 [2008] 630号，《铁路综合视频监控系统技术规范》[S]
[3]GB 50395-2007，《视频安防监控系统工程设计规范》[S]