云存储技术在智慧城市中的应用

　　摘要：随着视频监控技术快速向着数字化、高清化、网络化、智能化的方向发展，海量TB级的高清视频数据的存储规模逐渐扩大，传统网络存储设备出现了无法克服的瓶颈，这给云存储带来了前所未有的发展机会。

　　关键词：云存储;智慧城市;智能化

　　Abstract: With the video monitoring technology rapidly developed into digitization, high-definition and networked and intelligentization, the storage scale of mass of TB leveled high-definite video data expands gradually, and the traditional network storage equipment appeares unable overcomed bottleneck, which brings the unprecedented development opportunity for cloud storage.

　　Keywords: cloud storage; intelligent city; intelligentization

　　中图分类号：[TP334.5] 文献标识码：A 文章编号：

　　一、为什么需要云存储?

　　1.海量高清视频数据存储的需要

　　安防监控技术的发展变迁经历了三个阶段：模拟化、数字化、网络化。而与之相匹配的监控数据存储也经历了三个阶段：VCR模拟存储、DVR数字数据存储、网络集中存储。做过计算，以现今普遍采用的720P(1280×720)高清(HD)网络摄像机为例，其高清视频录像资料可压缩到每小时3GB左右容量，按要求视频录像资料要保存一个月时间，可以得到这样的数据：3GB/小时×24小时×30天×1路=2.16T，像广州监控摄像头的建设目标数将达到20万个，若按25%建设高清，将是5万个，需要保存30天的监控系统所需的最少存储容量是2.16T×50000=108000T≈100P。视频监控的高清化是必然的趋势，未来建设比例或将更高，若采用更高分辨率1080P(1920×1080)或500万像素(3744×1408)的超高清摄像机，存储的数据量将更大。同时，由于高清视频海量PB级(1PB=1024TB)数据存储的需求，网络存储架构在容量和性能的扩展上已出现瓶颈，这都必将推动云存储技术在视频监控领域的应用。

　　2.智慧城市各应用领域之间资源信息共享的需要

　　以云计算、物联网、下一代移动通信、高端软件等新兴战略性产业为主轴的智慧城市建设已成为国家和地方“十二五”规划中的最主要方向。智慧城市涉及到智慧安防、智能交通、智能楼宇、智慧城管、智慧应急、智慧医疗等诸多领域，依托资源信息共享，形成基于海量信息和智能过滤处理的全新的城市形态。

　　在智慧城市应用的各个领域，多年碰到的问题是各领域资源信息不能充分共享。如08年南方雪灾导致的广州火车站几十万人员滞留等重大事件，此时决策者需要即时了解大量的视频信息，而通过模拟矩阵切换调用的视频数量却极其有限。目前，平安城市、数字城管、安全生产、食品药品监督、平安校园等领域都建设了大量的视频监控，而真正意义上的视频资源的共享还没有做到，若采用云存储的方式，所有的视频都将存储在云端，所有的用户均可通过授权访问云存储提供的服务，这将为信息共享带来极大的便捷。

　　二、云存储的定义及模型

　　1.云存储的定义

　　云存储(Cloud Storage)是在云计算(Cloud Computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用(Cluster Application)、网格技术(Grid Technology)或分布式文件系统(Distributed File System)等功能将网络中各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。

　　使用者使用云存储并不是使用某一个存储设备，而是使用整个云存储系统带来的一种数据访问服务。因此从严格意义上来讲，云存储不是存储，而是一种服务。云存储的核心是存储设备与应用软件友好的结合，通过应用软件来实现存储设备向存储服务的转变。

　　云存储可以实现存储完全虚拟化，提供更强的存储和共享功能。云存储中所有设备对使用者完全透明，被授权用户可在任何地方通过一根接入线与云存储进行连接，实现空间与数据的访问。

　　云存储技术并非指某项特定技术，而是一大类技术的统称，通常只要具有以下三个特征都可以看作是云存储技术：一是具有无限的扩展能力，可以支撑几百TB直至PB级的海量数据;二是采用了并行计算模式，从而获得海量运算能力。三是高可用性，即能保证在任何时候系统都能正常使用(即使有硬件出现故障时)。目前Google的GFS系统(Google File System)就具有这样的特征。

　　2.云存储模型

　　云存储系统的架构模型通常由4层组成：存储层、基础管理层、应用接口层、访问层。存储层是云存储的基础部分，存储设备既可以是FC光纤通道存储设备，也可以是NAS和SAN等IP存储设备，还可以是SCSI或SAS等DAS存储设备。云存储中的存储设备数量庞大且分布在不同地域，彼此之间通过FC光纤通道、广域网或互联网连接在一起。存储设备之上是一个统一的管理系统，可实现存储设备的逻辑虚拟化、存储集中管理及对各硬件设备的状态实时监控等功能。

　　基础管理层是云存储最核心的部分，也是云存储中最难以实现的部分。CDN(Content Distribute Network)内容分发技术和数据加密技术能确保云存储中的数据不会被未授权的用户所访问。同时，通过各种数据备份和容灾措施可确保云存储中的数据不会丢失，从而保证云存储系统自身的安全和稳定。

　　应用接口层是云存储灵活多变的部分，不同的云存储服务提供商可根据其业务类型开发出不同的应用服务接口，提供不同的应用服务，比如视频监控应用平台、视频点播应用平台、远程数据备份应用平台等。

　　访问层也就是云存储系统的用户，每一个授权用户都可以通过标准的公共应用接口来登录云存储系统，享受云存储服务。

　　3.云存储的优势

　　云存储的特点和优势主要体现在以下几个方面：

　　(1)高可靠性

　　云存储通过将文件复制并保存在不同的服务器上，很好地解决了潜在的可能由于硬件损坏而导致数据存取的不可用性问题。不论多好的硬件都可能出现故障，云存储知道文件存放的位置，在硬件发生损坏时，系统能自动将读写指令导向存放在另一台存储服务器上的文件，从而保持服务的继续性。

　　(2)容量扩展非常方便

　　云存储架构采用的是并行扩容方式，当容量不够时，只需采购新的存储服务器，容量即可增加，而且几乎没有上限控制。

　　(3)负载均衡

　　云存储能自动将工作任务均匀分配到不同的存储服务器上，从而可避免因个别存储服务器工作量过大而造成性能瓶颈，这样可使整个存储系统发挥最大的功效。

　　(4)容易管理

　　对云存储管理者来说，即使再多的存储服务器也只是一台存储设备，管理人员只需在整体硬盘容量快用完时，增加采购存储服务器即可。而每台存储服务器的使用状况都可以很方便地在一个管理界面上看到。

　　三、云存储技术在智慧城市中的应用

　　1.云存储在城市安全智能化中的应用

　　依托智能视频监控联网管理平台可实现对视频联网监控、智能分析、智能交通(电警和卡口)、应急联动等进行管理。

　　智慧眼：利用遍布于城市各个区域的治安监控点和道路卡口高清视频构筑俯瞰全市的智慧眼，全方位、全天侯地监控城市的治安、交通、环保、安全生产等情况，实现视频监控由“看得见”到“看得清”，再到“看得明”的智能化跨越。

　　智慧脑：智能方案系统可为日常事件或突发事件的处置和预防提供研判分析、启动预案、生成处置方案等辅助帮助，还实现了海量基础地理数据比例尺地形图和高分辨率遥感影像，可实现对事件的智能化预测、分析、综合评判及评估等。

　　智慧手：通过110可视化应急联动系统和市区一级的应急系统，协调各职能部门实现公安、交警、消防、急救、城管等系统的联动，统一部署完成对城市各类安全事件的及时处置，包括紧急疏散、抢险、救灾、排爆等。

　　2.云存储在城市管理智能化中的应用

　　依托数字化城市综合管理平台，通过信息神经网络(通信网、互联网、物联网)，运用监测、分析、融合、智能响应等手段，优化城市现有资源，提升城市整体运营能力。通过引入“以图管城市”的功能设计理念，基于电子地图可实现城市管理数据可视化，采用网络信息化技术针对城市基础设施和市政公用事业等范围进行综合管理和综合执法，整合和应用GIS、GPS等多种技术和各类业务平台，实现城市管理的可视化监控和指挥、精细化监督和管理、智能化决策和评估。

　　数字化城市综合管理平台是为城市管理、调度指挥工作而设计的，可应用于日常巡查、紧急事件上报、指挥和救助等各个环节，能对各类资源数据的统一管理，实现案件预警、报警、处警、指挥、调度在同一平台上完成，可增强城市的应急处置能力。

　　综合执法系统按照执法标准化、过程规范化、制度透明化、监督制度化的设计模式，将普通的行政管理模式转向真正意义上的法制化模式。

　　指挥调度系统具有多元化信息集成、监管一体化、任务协同等特点，支持移动办公和协同工作。

　　四、结束语

　　随着云存储技术的日益成熟，云存储逐渐开始应用在智慧城市建设方面，未来必将给各行各业带来更多的服务。

　　参考文献：

　　[1]陈江岚.智慧城市论丛.上海:上海社会科学院出版社,2011.

　　[2]吴朱华.云计算核心技术剖析. 北京:人民邮电出版社,2011.

　　[3]李贤毅.智慧城市开启未来生活.北京:人民邮电出版社,2012.

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文章名称： 云存储技术在智慧城市中的应用

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