教育局集中监控方案设计.docx

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教育局集中监控方案设计

吉县教育系统集中监控

方

案

书

超弦电子技术

2015年6月22日

教育系统网络数字监控系统方案

一、概述

我国正处在一个高速开展的历史时期，教育兴国是我国的一项根本国策，全社会都对教育事业投入了极大关注和巨大的人力物力，教育由原来的学分教育、知识教育向素质教育转变。

吉县教育局先积极响应教育部号召，推动工作的开展。

同时，这些都对教学工作提出了更高的要求，学校等教育业者采取了很多措施改良教学手段。

近年来，随着电子技术的不断开展，信息技术的浪潮正在冲击和改变着人们传统的思维方式、工作方式与当今社会的各个领域。

随着人们对现代化安全防系统需求的不断增长，建设一套安全、高效、配置合理的安全防与电视监控系统已经成为教育系统建设不可缺少的组成局部。

强化教育管理，加强领导对教师的有效监视，有效防重大案件发生，在重要位置设置全天候监控点，建立教育系统本地视频监控和系统远程联网监控系统，实时了解教育系统的各个重要位置的工作状况，在全教育系统形成统一协调的动态视频监控网络和录像回放系统，利用现代数字化、网络化的视频监控技术来保障教育系统的监管环境。

对重要场所、重要通道监控录像，杜绝校园不文明现象的蔓延，给学校一个纯净的开展空间，提供一个良好的学术气氛提供了现代化的保障。

我们本着高水准、高质量，提高产品的性能价格比，在设计上充分表现建设者的意图，并考虑到今后使用者的维护、使用、保养的方便性，结合教育系统监控的具体需要，设计了本系统解决方案。

教育系统视频监控工程主要是在各个教育系统（学校）的主要位置安装监控摄像机，通过摄像机实现全方位的监控，便于与时了解学校安全情况、掌握一线教育工作的工作情况，为事后查证提供证据或优秀教师评比做为保障。

实现全教育系统视频监控系统的网络化、数字化、智能化，形成统一协调的动态视频监控系统和安全保障系统。

二、需求分析

2.1校园网络监控的主要作用       

（1）门岗监控：

对进出校门的人员、车辆进展记录和统计，便于事后追踪和查询。

（2）教学区监控：

对教学区的教学秩序以与进出教学区的人员、物流进展记录和监控，通过突发事件的录像，提高处置突发事件的能力。

（3）宿舍区监控：

对进出宿舍区的人流、物流进展记录和统计，保护学生的人身、财产不受侵害。

（4）图书馆监控：

对进出图书馆的人流、物流进展监控和记录，夜间无人时实施布防。

〔5〕活动场所监控：

对篮球场、足球场等各种运动场的活动情况进展监控，预防突发事件。

（6）通过对以前的模拟监控系统进展网络化改造，使之能够方便地进展全网管理。

2.2.1信息采集功能

监控系统前端信号包括视频、音频、报警等多种输入，前端设备上来说可能是报警器、摄像头、视频编码器、IP摄像机、流媒体服务器，信息采集就是完成能这些设备的数据采集和标准化，其中视频数据采集是本系统中最复杂工作，视频数据又是监控系统最重数据。

2.2.2信息传输功能

控制信息、巡查信息、报警信息和视频信息等，按照工作流程在网络系统各级传输；通过有线或无线等传输媒介，经编码解码、调制解调、光/电或数/模转换等方式，将前端设备的图像与报警信号传输至控制设备。

可单独或组合选择有线〔光纤、同轴电缆、电信宽带等〕或无线〔微波、扩频\跳频、公共无线、宽带等〕传输方式。

具有动态适应网络传输状况和网络带宽的能力，具有全系统带宽管理和流量控制能力。

支持大用户量的并发接入，保证在大量图像访问情况下系统仍能正常运行。

2.2.3实时图像点播

按照指定设备、指定通道进展图像的实时点播，支持点播图像的无级播放、图像抓帧。

2.2.4远程控制

通过手动或自动操作，对前端设备的各种动作进展遥控；能够设定控制优先级，对级别高的用户请求应有相应措施保证优先响应。

依据授权将网络用户发出的控制命令传送到前端监控设备，实现监控中心与授权用户对前端任意一路监控图像的调用和控制。

2.2.5存储和备份

前端监控设备与各级监控中心，均可对巡检、报警、视音频、系统日志等信息予以存储。

存储和备份的报警、巡检等历史数据信息，可在网络系统中依据授权进展访问。

系统应能存储如下信息并保持一定时间，可配置专用存储设备备份需要长期保存的信息。

①报警发生前后一段时间的音视频信息。

②监控中心操作员人工指定或通过编程定时指定的现场音视频信息。

③用户操作、设备巡检等系统日志信息。

各级系统对接收到的巡检信息、报警信息和视音频信息等按照信息的含义和归属进展分类，重要事件的图像可作永久存储，并且提供异地备份。

存储的历史视频数据要求进展防篡改处理，例如增加数字水印或者数字签名，使之可以作为证据使用。

2.2.6历史图像的检索和回放

按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索历史图像文件并回放；回放应支持正常播放、快速播放、慢速播放、逐帧进退、画面暂停、图像抓帧等；支持回放图像的无级播放。

2.2.7用户与权限管理

监控中心应具有对接入的用户进展授权和认证的功能。

用户与权限管理可由各级监控中心独立执行，也可集中执行。

用户与权限管理模块应定义用户对设备的操作权限、访问数据的权限和使用程序的权限。

监控中心的用户应有权限获取所辖围的历史图像和实时监视图像，当需要获取非管辖围的历史图像和实时图像时，需要获得有效授权。

用户可提供对前端设备进展独占性控制的锁定与解锁功能，锁定和解锁方式可设定。

2.2.8系统的人机交互

系统应具有直观、友好、简洁的人机交互界面，具有视频画面分割显示、字幕叠加等处理，能反映自身的运行情况，对如下状态给出指示：

正常状态、报警状态、故障状态。

2.2.9网络信息安全管理

网上监控系统应具备保证信息安全的各项措施，包括身份认证、设备认证、前端设备和社会监控中心的接入安全、移动监控系统的接入和传输安全、图像信息的防篡改等。

2.2.11与其它系统的数据接口

系统提供与其它信息系统的互联接口。

作为系统扩展考虑，平按校园监控系统宜能与应急指挥系统〔包括视频会系统〕、GIS地理信息系统、GPS定位系统、门禁系统、巡更系统、110／119报警系统等相互集成。

三、方案设计原如此

根据项目的要求和国家有关法规的要求，我们经过认真研究、分析设计本系统方案。

该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。

为实现安防系统的可视化管理奠定了根底。

依据、参考的相关规包括：

《工业电视系统工程设计规》GBJll5—87

《远动设备终端通用技术条件》GB/T16435-1996

《中华人民国安全行业管理规》

《软件工程国家标准》

《中国电气安装工程施工与验收规》

《安全防工程程序与要求》GA/T75-94

《安全检查防系统通用图形符号》GA/T74-94

《社会公共场所安全防工种设计规》

《民用建筑电气设计规》JGJ/T16-92

《中华人民国公共行业标准》〔GA/T70-94〕

《安全防工程程序与要求》〔GA/T75-94〕

《民用闭路监视电视系统工程技术规》〔GB50198-94〕

《民用工业建筑电气设计规》〔GJT16-92〕

《电视系统视频指标》〔CCTRREMENDATION472-3〕

3.1、标准化

网络视频监控系统就是要实现在网络系统上的图像传输和共享。

本系统采用的产品均遵循网络协议和传输标准的要求。

3.2、可扩展性

由于用户以后的需求会不断开展，监控数量将随之扩大，只要增加前端设备和升级软件不用添加其他附加设备，以保证用户的投资。

Ø为了适宜未来系统扩展的要求，系统在满足现有功能的根底上预留足够的设备容纳性以便系统扩大之用。

系统中控制部件〔软、硬件〕采用集中式结构、嵌入式等技术措施，可以方便灵活的进展扩大，充分保证系统在将来的适应性。

Ø灵活的组网方式，方便被监控点的增加。

3.3、易用性

软件使用界面良好，用户安装相应软件〔集中管理监控软件〕后就可进展实现监控，在授权的情况，所有服务器与前端的设备的设置都可用集中管理监控软件来操作，不用单独设置。

3.4、可靠性

Ø具有设计独到的视频流量管理功能，保证网络通畅。

Ø实行操作权限管理，保证统一、规管理。

Ø分布式由于每一个设备均以分散的方式安装于远端的摄像机端，即使单个设备发生了故障也仅仅是影响到这个设备，而不至于影响整个系统。

3.5、完善性

Ø具有强大的视频、音频和数据告警功能：

当某台摄像机发生移动侦测报警时，系统可实时启动录像，或驱动云台前往预置位实时监视；

Ø功能完善的录像管理体系：

系统可选用手动、移动侦测、报警、定时录像四种录像方式；提供指定周期的滚动删除功能，有效防止存储空间耗尽。

同时可提供分布式网络存储或中心集中存储功能；

Ø系统具备完善的控制功能：

系统设权限管理，对不同级别的用户给予不同的权限，有效防止越权操作；

四、总体方案设计

4.1根本思路

考虑吉县当地学校的监控情况，我们采用现代最先进、最可靠的计算机视频处理技术、现代通信技术、自动控制技术等，形成数字化、网络化的智能监控系统。

在设计上要首先保证教育系统视频监控系统的先进性，在具体实施时又要本着经济、实用、合理、可靠的原如此来配置系统的硬件和软件，同时系统所配置的硬件和软件必须是模块化的、开放式的结构，以便今后扩展。

前端

实现信息采集和显示功能，是监控资源的具体表现，指需要接入到吉县教育局监控中心的前端设备。

根据需要可以是图像采集和显示设备、声音采集设备、入侵探测设备等。

本次计划为主要是各种摄像机、监视器与其附属配套设备、前置传输设备；声音采集设备主要指拾音器、扬声器与其配套前置传输设备，在有视频会议、现场广播、双向对讲等需求情况下采用，也可为考前培训等应用提供设备根底。

报警设备主要是现场设置的各类探测器、报警控制器等。

传输

实现视频、音频、报警、数据等信息在光纤、网络上有效传递和交换。

主要设备包括传输设备、视频编/解码设备。

控制/管理

实现监控资源的控制、管理和监视等功能，主要在监控中心集中实现。

通过授权也可在用户终端对监控资源进展访问和控制。

控制管理的主体主要包括虚拟数字矩阵阵、服务器等设备，以与监控管理系统软件平台。

控制/管理的对象涉与系统的所有设备。

教育系统网络数字监控拓扑图

依照上图所示，60个学校各监控分区按照现有情况安装的前端摄像机，所有视频接入本地视频服务器〔DVS〕中，作为网络摄像机用。

各校园本地监控中心通过监控管理主机实现现场监看。

所有监控信号通过网络上传至教育局监控中心管理服务器，以便教育局监控中心集中监看。

本期计划所有视频图像在教育局监控中心没有做集中存储，存储在学校本地磁盘阵列中。

方便管理员和领导调阅监控录像。

依照上图所示，前端各分区监控数字信号传输至分区分控中心，同时，通过校园网络上传至校园监控中心，通过集中监控管理系统对校园所有视频进展统一控制和监看。

还以再连到教育系统相关职能部门，以便上级部门集中监看。

在教育局机房设立监控中心对各校园进展监控。

监控中心作为整个系统的核心，担负着整个系统的协调、监管职责。

只有保证总监控中心所有的设备7*24小时不连续运行，才可以保证网络视频监控系统的质量，也同时可以用户建立网络化视频监控的需要。

服务器电脑：

可自己选择配置较高的电脑安装监控服务器软件,服务器需具备独立的静态IP地址和一定的带宽以保证用户访问数据的稳定性和流畅性，实现对监控图像的收集、转发、存储等功能

服务器软件：

服务器软件包括中心服务器、转发服务器两大核心模块，这两大服务器软件模块可项目实际大小情况安装到同一台电脑上或分别安装到不同的电脑上

Ø中心服务器：

接收源于网络视频监控设备的数据，将视频设备分配给转发服务器和存储服务器，录服务器仅仅提供索引服务，而不提供任何的音视频传输服务与控制数据转发服务。

Ø转发服务器：

接收与处理源于中心服务器分配的网络视频监控设备的数据，为其管辖围的视频设备提供管理服务，包括设备配置、日志管理、电子地图管理、数据接收与转发等。

监控管理客户端是对所有接入中心服务器的视频图像和音频、报警等数据进展管理的平台。

由远程网络监控运营版软件提供强大的控制和管理的功能。

系统扩容：

只需要增加转发服务器、存储服务器带宽或增加转发电脑即可

五、远程监控系统主要功能

5.1、实时图像监看

Ø监控系统能进展高质量的视频采集以与音频的实时采集。

Ø任意一个授权用户都可以通过浏览器均可以观看来自现场摄像机的实时彩色图像。

每一个授权用户可以观看的图像在数量理论上没有限制。

Ø对关键区域和出入口通道进展24小时全天候监控，现场画面实时显示在本地监控中心的屏幕上。

Ø工作时间对工作区进展实时监视。

Ø发生报警后，联动前端镜头对报警区域进展实时监视。

Ø监视区域图像的动态变化，检测监视区域的物体运动。

自定义分割显示

可以实现单画面、4画面、9画面、16画面、25画面、36画面、N+1画面、自定义画面分屏显示、支持目标窗口、组轮巡显示。

N+1分屏显示模式

巡视功能

本系统可设置视频自动巡视功能，在系统设置中设置好轮视间隔时间，可分别设置预览的间隔时间和远程观看的间隔时间。

快球巡航功能：

在指定的快球上设置好相应的预置点，然后将预置点参加巡航列表中设置停留时间，启用巡航功能，系统将自动按照设定好的巡航路线进展巡航。

5.2、报警联动机制〔需学校前段摄像机支持〕

Ø视频监控系统可以管理声光报警器的输入节点。

声光报警器通过连接红外线摄像机等入侵检测设备。

当前端有报警发生时，远程监控端不但有声音提示，同时能显示发出报警点的实时图像。

这样，通过报警管理功能，用户不必再额外安装专门的报警管理系统。

在发生入侵时，会自动记录现场情况，调用相应的摄像机，以声、光方式通知值班人员。

视频监控系统具有同时处理多任务能力，对于多个地方的同时报警情况也可以与时处理。

Ø支持温度、火警、烟感、红外等多种报警信号的采集和记录，对报警进展手工/定时/自动设防和撤防。

采集报警传感器的开断信号，经过网络视频服务器记录报警信号、发生时间和地点，将重要报警信号与时上报给监控中心。

Ø监控中心接收到报警信号后，在数据库中查找对应的联动规如此，产生对应的报警输出〔声音警报、灯闪、门禁动作等〕，通过应急广播系统可以产生相应的应急广播输出。

报警联动规如此可以设定为自动产生报警输出，也可以通过人工确认方式产生。

Ø发生紧急事件时，监控中心弹出事先设定的紧急处理预案流程，规对安全紧急时间的处理过程，产生设备故障时，根据事先设定的故障处理预案，分配具体人员进展故障处理，并记录故障处理过程和状况。

5.3、电子地图定位

系统支持电子地图访问，以空间数据库为根底，将应用数据与地图有机结合，提供强大的空间分析和查询功能，丰富的表达方式直观地显示结果。

电子地图系统根据系统结构分为多个级别显示，只需要将实际的地图或结构图文件上传到系统里，并将实际的摄像头布置到地图上，为操作人员提供直观的管理界面，每电子地图可单独设置其关心的摄像头，报警探头、报警输出甚至节点。

5.4、远程控制功能

在网络上的计算机，在授权的情况下，可以通过英特网远程监控系统可对摄像机镜头进展光圈、焦距、景深距离的控制操作，对云台可做全方位控制。

5.5、设备在线管理

对网络视频服务器、转发服务器等关键设备提供注册、检测的管理能力，凭借系统强大的网络管理能力，系统能直观、方便地检测设备和线路的工作状态。

5.6、通过先进的压缩方式降低对带宽需求

网络视频监控系统对视频的存储与传输压缩方式采用先进的H.264的网络视频压缩技术。

压缩比和帧率可调，图像压缩比率400-700:

1，传输质量非常理想〔最高可达25帧/秒，分辨率704*576〕，每通道只占据300K带宽，还可以通过降低帧数来减小网络带宽——当每秒传输为5帧时，带宽只占用60K。

这种很高的图象压缩比可以适应于在窄带上的传送。

常用视频压缩模式的带宽占用指标：

CIF:

352*2881-25fps约80Kbps-512Kbps

H-D1:

704*2881-25fps约100Kbps-1500Kbps

D1:

704*5761-25fps约384Kbps-4000Kbps

5.7、图像回放

网络的任意授权用户可以通过视频监控点回放其授权围的任意图像即使这路图像在其他的地市。

5.8、虚拟矩阵

系统支持软件方式完成的“虚拟矩阵〞功能。

支持通过解码器将来自远端的网络视频信号复原为模拟视频信号，利用模拟监视器〔电视墙〕来显示所有的远端摄像机的画面。

支持使用软件代替模拟硬件矩阵，完成图像的矩阵切换功能。

当然，也支持点-点的给予硬件的复原。

5.9、图像输出

支持各种格式的图像、图片输出。

图像可以制作为光盘，使用标准的播放软件播放。

5.10、图像远程传输

如网络已经连接到公网，那么公网部任意授权合法用户均可以登录到网络视频监控服务器，通过服务器远程观看现场图像、历史记录图像。

◆每套系统支持多管理平台

◆视频显示模式：

可以实现单画面、4画面、9画面、16画面、25画面、36画面、N+1画面、全屏

◆轮巡：

支持任意窗口位置的单画面轮巡、多画面组轮巡显示

◆声音：

可对任一监控现场，值班〔保安〕室进展监听，对讲与广播

◆系统工具栏自定义：

用户可根据自己的功能需求和使用习惯自行定义工具栏显示模块

◆日志查询：

记录用户操作、探头报警、移动侦测、视频丢失、网络中断、硬盘容量报警等，支持打印、备份的功能

◆云台控制：

RS-232和RS-485串口连接，支持置协议和透明协议控制

◆视频图像抓拍：

可以对正在监视或回放的图像抓拍

◆字幕叠加功能：

:

通道名称、日期、时间、星期、码率可选设叠加在图像上，设置时有效果实时预览窗口

◆画质与码率控制：

用户可按实际需求情况进展画质与码率的任意控制，有效果实时预览窗口

◆图像屏蔽：

用户可任意设置某路视频的屏蔽区域，有效果实时预览窗口，移动侦测报警触发后恢复预览、移动侦测报警消失后恢复屏蔽

◆视频调整：

用户可根据实际场地环境进展视频的亮度、色度、比照度、饱和度等方面的调整，具有恢复默认设置功能

◆切换用户：

值班人员多用户切换使用系统

◆屏蔽windows操作：

以防止人为或意外的病毒侵入，保证操作系统的干净稳定，进而保障监控服务器系统的安全

◆当前的主机信息备份与恢复：

降低系统部署的繁琐与不可抗性的灾难恢复

◆前端设备的管理控制：

可对连入系统的设备进展自由分组，并可对组和组里的设备进展组控制和设备独立管理控制

◆录像类型：

移动侦测录像、计划录像、手动录像（录像到服务器、录像到管理平台本地）、报警布防触发录像等

◆支持客户端软件自动升级

◆服务器、客户端支持双线与域名登陆连接

◆支持设备远程升级管理

六、远程监控系统优势

●操作便捷：

无需配置任何服务器，只需一个账号登陆客户端，即可实现远程视频监控；

●存储无忧：

不管身在何处，都可以远程调取录像；

●功能强大：

集专业版所有功能于一体；

●使用灵活：

可以同时支持视频服务器,网络摄像机IP视频产品；从而可以根据用户的实际需要组合多层次的、多样化的视频监控组网方案。

●先进性：

使用了先进的B/S结构，运用了流媒体技术，数据测控技术，数据传输技术，数据存储、处理、分析技术

●智能性：

运用后台处理技术，平台管理都在后台进展

●界面友好：

本着使用者的工作特点、行为心理学的原理、人性化的理念，界面友好，互动性强。

●使用方便：

全中文界面，只需要会使用鼠标和键盘上网就会熟练使用。

●终端用户安装简单：

用户只需要一根网线和电源接口即可

●集中管理：

支持设备跨区域跨网络集中管理与维护，支持设备远程升级

●客户端软件自动升级：

如软件有更新，客户端软件会自动检测并自动启动更新程序

●设备跨网：

不论设备在什么网，只要网络正常，我们的设备会主动连接到监控服务器，无需在网关设备上做映射开放端口等繁琐的设置操作

●服务器心跳功能：

在整个项目中，各服务器〔中心服务、存储服务、转发服务、代理服务等服务器〕会实时检测自身运行状态，管理员可远程实时查看各服务器运行信息

●安全性：

先进的加密技术：

用户登录时，在网络中传输的用户名和密码信息经过128位DES加密处理，他人无法通过网络截取用户信息；在监控中心数据库，用户名和密码也同样采用加密技术进展存储，通过先进的加密技术，保证系统信息的安全性

●存储方式：

支持集中存储、分布式存储，系统设备少的时候可选择集中存储，如系统设备越来越多，可选择使用分布式存储

●双线支持：

监控服务器软件支持网通、电信的双线服务器，以确保服务器的资金投入最小化与用户访问的稳定快速

●支持多服务器：

一套中心服务器支持多台转发服务器和存储服务器的同时接入

●系统扩容：

前端使用用户无限增加，只需要调整存储服务器与转发服务器的存储容量与带宽，或增加服务器

七、设备选型

多路网络视频解码器

◆产品特性：

◆1.        对讲输入接口：

1个，；

◆2.        对讲输出接口：

1个，；

◆3.        报警输入：

16个；

◆4.        报警输出：

8个；

◆5.        串行接口：

1个标准232接口，2个标准485接口，支持485解码输出对前端球云台直控；

◆6.        网口接口：

1个10M/100M/1000Mbps 自适应以太网接口；

◆7.        单解码卡2组HDMI+VGA，每组同源输出；1个CVBS，与第一组同源

◆8.        单解码卡音频输出2路；

◆9.        解码性能单解码卡6路1080p/14路720p/30路4CIF 

◆10.    解码主机总带宽160M

◆11.    画面分割：

1/4/6/8/9/16；

◆12.    支持解码性能自由划分；

◆13.    支持5MP/3MP/1080P/960P/960H/720P/VGA/4CIF/CIF分辨率解码。

◆14.    支持平台版和单机版软件控制，平台版支持PUSH流解码上墙；

◆15.    支持置IE设置实现拼接功能

◆16.    支持ONVIF协议；

◆17.    标准SDK开发包，可供第三方开发接入；

◆18.    支持报警输入输出和布撤防时间设置；

◆19.    支持报警联动视频切换；

◆20.    支持单画面添加64路通道轮巡解码；

◆21.    支持录像文件解码输出上墙；

◆22.    支持音频解码和语音对讲；

◆23.    支持网络键盘直控前端、支持对解码器控制

技术规格：

输出接口参数

HDMI输出

最大16路

VGA输出

最大16路

HDMI/VGA输出分辨率

1920*108060HZ,1920*108050HZ,1280*72060HZ,1280*72050HZ、1280*80060HZ、1440*90060HZ、1366*76860HZ、1024*76860HZ、800*60060HZ

CVBS输出

最大8路，接线端子

音频输出

最大16路，接线端子〔线性电平，阻抗：

600Ω〕

网络接口

1个，10M/100M/1000Mbps自适应以太网口

报警输入

16路

报警输出

8路

串行接口

1路标准232接口，2路标准485接口

对讲接口

输出

系统特性

处理器单元

DSP+ARM

操作系统

Linux

视频压缩算法

音频压缩算法

产品功能

解码能力

单卡6路1080p/