云存储在机场视频监控中的设计与应用研究

摘 要：基于云存储技术，详细分析了该技术在机场视频监控中的应用方法，通过设计云存储平台，实现对机场视频监控的数据管理，并对云存储的实现方案进行详细阐述，希望为进一步提高机场视频监控管理能力提供支持。

关键词：云存储;机场视频监控;系统设计;存储平台

前言：随着民航事业进一步发展，我国民用运输机场视频系统正在朝着数字化、全覆盖的方向发展，而由此带来了数据安全、兼容性等问题。云计算是一种现代化信息手段，该技术的出现可以有效解决机场视频监控管理的相关问题，成为提高机场视频监控系统自动化、智能化的关键，值得关注。

1.机场视频监控系统的云存储平台建设

1.1机场视频监控系统的功能需求

机场视频监控系统所覆盖的范围较大，包括航站区、飞行区、公共区等多个区域，并且随着当前机场规模的不断扩大，航站楼所承载的旅客数量增多，飞机的起飞量增加，所以为了能够更好地满足机场管理需求，要求未来视频监控系统能够对每一位游客、行李以及物品、检查过程等进行记录，并监督各个建筑物、设备的安全运行情况，维持机场正常运行。

1.2云存储平台建设方案

云平台的存储功能可以为监控视频提供高精尖的数据支持，可以有效解决传统技术体系下监控视频海量非结构化所造成的可扩展性差等问题。结合云计算技术的相关要求，本次采用中使用了VCeph结构，该结构存储监控视频的基本流程为：在采集视频技术后，将识别过滤功能将含有人物的关键帧文件，通过映射计算的方法生成唯一的存储对象资料，并经掩盖码、哈希计算等方法确定对象文件的唯一表示，计算文件组的标识符，用弹性存储算法纠正，从文件组中均匀的随机选择，使视频监控数据能够均匀分布[1]。

所以为实现上述功能，结合机场视频监控系统的功能要求，本文将文件组作为任意对象文件的逻辑集合，其主要特征就是能够在提取不同监控器的复制文件组后，兼顾系统的稳定性，使视频数据在存储前可分割为不同的数据帧，最终完成数据的归档处理。因此整个云存储平台的基本结构如图1所示。

2.关键技术分析

2.1系统的数据管理方式

根据图1介绍的云存储平台结构，采用分布式的技术群技术，通过将机场视频监控系统中的关键资料设置在不同的节点内做统一管理，其中所覆盖的机房包括：航站楼主机房、飞行区汇聚机房、ITC汇聚机房、GTC汇聚机房等。同时结合摄像头的分布情况做界定后（包括普通摄像头、重要摄像头等），与视图库连接，最后通过相应的数据处理，使视频监控资料上传至云存储平台上。在整个系统中，可按照不同的用途对存储空间做分类处理，包括图片存储空间、视频存储空间等，或者为每个摄像头设置相应的文件夹等。

一般航站楼主机房按照≥90天的文件存储要求，当存储空间满后，可根据时间推移删除老旧数据。为实现该目标，在云存储中可将多个摄像头所记录的视频资料集中在一个存储池内，在预先计算好90天内所产生的视频资料后，事先在存储池内预留相应的空间，这样当存储池满后可自动删除视频。

2.2系统设计

本文所介绍的云存储技术中，机场视频监控中所涉及的内容应该包括时间、地点、人物等关键资料，或者对机场不同空间的内部结构、设备进行监控等。为更好的优化系统功能，本文所使用的VCeph结构数据库可以提供CRUSH分布式文件系统功能，提高了进场视频监控的管理能力。

考虑到机场所有视频监控数据为实时监控，视频资料容量大，所以针对该问题，本文提出了一种新的处理方案：先借助Apache Storm实时读取监控视频数据，再对视频内容进行相应的处理后再存入到数据库中。在CRUSH分布式的结构下，所有文件的读写都能接受系统的控制，不仅能够实时接收用户对文件的各类存储需求，也能定位文件的位置以及相关节点等[2]。在文件处理环节，为每个文件构建相应的原数据结构，存储不同的文件信息，该方法尤其在大文件存储中的效果显著，满足机场航站楼等建筑物的多次读取等应用场景的需求。

2.3数据安全保障机制

为满足机场视频监控的安全管理要求，在云存储平台上，数据会根据视频的对象、文件组以及数据等做两两对应，形成映射图，这种方法不仅能够方便数据管理能力，也能实现对监控视频的安全防护。其中两两对应的映射方法包括映射策略、存储设备映射图等因素决定，而由于在进场监控视频管理中可针对任意一个监控摄像头构建存储文件，所以不需要担心追踪对象与位置之间的关系，在调用监控视频文件之后就可以直接提取信息。

在安全管理上，云存储平台普遍采用了主副本模型，其中客户端只会对第一优先级的数据做处理，此时考虑到存储设备与监控视频对象之间处置存在相互应对的关系，所以在监控视频更新过程中，数据的更新变化过程有明确的顺序，几乎不会出现数据同步锁问题。当第一副本的数据无法被访问的情况下，云存储平台会将第二副本调整为第一优先级并进行处置。

3.应用方案

3.1部署云存储平台

在综合对比多种技术后，发现虚拟机作为可模拟多机环境的重要选择，在云存储平台的部署上发挥着重要作用。同时结合机场监控视频管理的相关要求，需要在确保技术可行性的基础上，构建分布式数据库以及查询系统，安装步骤为：（1）下载VM系统，经过ULtra ISO软碟通制作U盘启动盘。（2）在电脑启动时选择BIOS系统，加载镜像，选择“同意虚拟环境许可证”后选择要安装磁盘的位置，设置密码，直至虚拟化平台安装结束。（3）进入VM系统界面，在“F2”下完成网络设置后，考虑到云平台需要在机场局域网的环境下使用，所以可以默认启动动态路由分配协议，此时为避免出现每次访问IP地址不一样的情况，需要根据网关协议设置DNS服务、地址等静态路由数据。

3.2存储部分的部署

为提高机场视频监控管理能力，该存储部分是在VM系统上搭建的，其中的关键技术包括：（1）经管网下载Ceph安装包后，在不同节点上安装数据库，该数据库具有拓展功能，可支持每个存储过程的依赖包，并且考虑到国外网络访问存在的耗时问题，可选择国内的阿里云。（2）部署VC集群。在主节点nodel上创设配置文件，结构形式为“XX.vceph.conf”，运行命令创设一个唯一的FSDI，该命硬为集群的唯一表示。（3）使用监控器硬件名称、内网IP，以及FSDI创建相应的目录，该母上可以通过集群节点的方式对应每一个摄像头存储池，实现了监控视频数据的实时采集。

结束语：本文所介绍的云存储技术满足机场视频监控管理的需求，可在规定时间内精准地提供监控视频资料，值得推廣。

参考文献：

[1]卢冬霞.视频存储技术对比分析[J].信息通信，2020（01）：254-256.

[2]段雨梅.视频监控系统中数据存储优化[J].科技风，2019（29）：96.

作者简介：

底帅（1987年12月—），男，回族，北京市人，硕士研究生学历，工程师，工作年限：7年，研究方向：视频监控、人脸识别。

（北京首都国际机场股份有限公司  北京  100621）