阅读以下关于某平安城市工程视频监控系统架构的叙述,根据要求回答问题。
[说明]
某城市为满足治安管理、城市管理、交通管理和应急指挥等需求,决定在城市的所有进出路口、客货运场所、主要道路路口、重要公共场所、商业密集区域,以及治安案件高发区等地进行视频监控,并通过网络建立完善的社会治安视频监控系统,即实施“平安城市工程”,实现视频监控信息资源的整合与共享。
平安城市工程的网络接入如图1所示。所有监控点的摄像机通过运营商提供的线路接入平安城市网络,公安局的监控体系有三级结构,分别为市局、分局和派出所监控中心。运营商传输网络负责所有视频监控信号的传输、存储和转发,由传输设备、网络设备和存储设备等构成。
平安城市工程规范中规定,实时调阅视频流从采集至播放的时间延迟不得大于1s。
图1
[问题2]
该平安城市工程视频监控系统可以提供实时监控、存储和随时调看CIF格式(352×288)和D1格式(720×576)分辨率的图像,支持:MPEG-2、MPEG-4和H.264等编码格式。
(1)该城市某行政区内预计共有监控点600个,如果保存的是CIF格式的图像,码流为512kbps,请计算每小时保存该行政区内全部监控点视频流需要多大的存储空间(B或GB)。(请将计算结果保留小数点之后3位数)。
如果保存的是D1格式的图像,码流为2048kbps,请计算每小时保存该行政区内全部监控点视频流需要多大的存储空间(B或GB)。
(2)全部监控视频流信息保存在IP SAN设备S2600中,S2600控制框(双控,220V交流,4GB内存,8xGE iSCSI主机接口,磁盘数量12个/框,最大支持附加7个磁盘扩展框)。假设在本项目中采用SATA1.5TB 7.2KRPM硬盘,在IP SAN配置的RAID组级别为RAID10。
若该视频监控系统实施时,图像格式采用了CIF,码流为512 kbps,请计算保存该行政区内全部监控点30天视频流需要的存储空间(B、GB或TB),并计算出保存30天视频流至少需要的硬盘数,以及至少需要配置的$2600控制框数量。
参考答案:(1)分辨率是数字监控产品中一项重要的技术指标,它在很大程度上决定了产品的性能(清晰度、存储量和带宽)和价格。目前监控行业中主要使用QCIF(176×144)、CIF(352×288)、HALF D1(704×288)和D1(704×576)等几种分辨率,CIF是主流的录像分辨率格式。
通常,监控图像硬盘存储容量的计算主要取决于“码流”这一参数,与图像格式的分辨率大小没有直接关系。CIF、QCIF、DCIF和D1等都有对应的码流范围,如果只是一味地将码流参数调高,图像质量也不会有明显的变化。依题意,若该行政区内视频监控系统保存的是CIF格式图像,码流为512 kbps,则每小时保存行政区内600个监控点视频流需要138.24×109B(128.746 GB)的存储空间。具体计算过程如下。
若监控系统保存的是D1格式的图像,码流为2048kbps,该码流为CIF格式图像码流512kbps的4倍,则每小时保存行政区内600个监控点视频流需要552.960×109B(即138.24×109×4 B)或514.984GB(即128.746×4 GB)的存储空间。
(2)若该视频监控系统实施时,图像格式采用CIF格式,码流为512kbps,则保存行政区内600个监控点30天视频流需要99.5328×1012B(或92697.144 GB,或90.525 TB)的存储空间。具体计算过程如下。
廉价磁盘冗余阵列(RAID)是利用一台磁盘阵列控制器来管理和控制一组磁盘驱动器,组成一个高度可靠的、快速的大容量磁盘系统。RAID级别是指磁盘阵列中硬盘的组合方式,不同级别的RAID为用户提供的磁盘阵列在性能上和安全性的表现上也有不同。RAID0也称为Stripe(条带化),它把连续的数据分散到多个磁盘上存取,代表了所有RAID级别中最高的存储性能。其磁盘利用率为100%,但它不提供数据冗余。RAID1具有磁盘镜像和磁盘双工功能,可利用并行读/写特性,将数据块同时写入主盘和镜像盘,故比传统的镜像盘速度快,但其磁盘利用率只有50%。
RAID10是建立在RAID0和RAID1基础上的高可靠性与高性能的组合,即利用了RAID0极高的读写效率和RAID1较高的数据保护和恢复能力。但RAID10的磁盘利用率只有50%。
依题意,该行政区内视频监控系统全部监控视频流信息保存在IP SAN设备$2600中,采用存储容量为1.5 TB的SATA硬盘,且采用RAID10配置(磁盘利用率只有50%),因此保存30天视频流至少需要的硬盘数为121块。具体计算过程如下。
,将计算结果向上取整数为121。
由于IP SAN设备$2600中,每个控制框仅支持12个磁盘,因此至少需要配置的S2600控制框数为11个(即121/12≈10.083,将计算结果向上取整数为11)。