教育局平安校园视频监控系统设计方案Word下载.docx
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系统具体需求如下：
■平安校园整体需求分析：
首先，平安校园系统一套覆盖整个校园的联网监控系统，考虑到系统将来的扩容发展，对系统整体上有如下要求：
1）必须具有强大的接入能力，以实现大规模、大范围的监控点覆盖；
2）必须支持灵活的接入方式，以适应各个监控点网络传输条件的差异性；
3）必须能够整合已有、分散的各监控网络，以最大程度利用现有资源，避免重复投资；
4）必须具有集中管控功能，以保证整个系统可控制、易管理。
其次，安防系统需要完成各类应用的整合与调用，包括：
1）监控图像的录制、存储与点播；
2）传统报警系统的视频化改造；
3）与110、119等报警系统的联动；
4）门禁一卡通系统的融合；
5）电子巡更系统的结合；
6）图像识别、移动侦测等；
所以系统必须具备灵活的扩展能力和强大的整合能力。
第三，平安校园系统需要结合分级、分层、分权的管理机制进行图像资源的合理化调用，不同级别、不同层次的用户对图像资源的使用权限、优先次序是不同的。
这就要求系统必须支持分层组网架构，且具有灵活的用户管理能力。
第四，作为一个资源共享的平台，平安校园系统需要保证资源的保密性、运行的稳定性，因此系统必须具备可靠、强大的安全特性。
⏹平安校园功能需求分析
1.管理的需求：
能够达到“集中管理、统一指挥”的运行管理模式；
设备能适应环境的变化，能高效、长期、可靠和稳定运行；
2.现场监视的需求：
应保证图像信息的原始完整性，即在色彩还原性、图像轮廓还原性（灰度级）、事件后继性等方面均与现场场景保持最大相似性。
系统的最终显示图像应达到四级（含四级）以上图像质量等级，对于电磁环境特别恶劣的现场，图像质量应不低于三级。
高风险对象的图像存储、回放的图像分辨率应与其相对应的风险等级划分规定的要求相一致，保证目标图像质量的有效性。
经智能化处理的图像，其质量不受上述等级划分要求的限制，但对指定目标的处理，其处理前后的保留信息应保持一致。
3.语音对讲功能的需求：
能实现现场声音实时监听，点对点远程对讲，中心对多点语音广播。
4.图像存储和查阅的需求：
能实现集中存储；
能根据管理权限查阅和删除图像。
5.报警功能的需求：
报警的接收和分发：
应能接收报警源发送过来的报警信息，根据报警处置策略将报警信息分发给相应的系统、设备进行处理。
报警源包括前端报警（探测）设备/报警子系统、监控设备的视频移动侦测输出和现有公共网络报警系统的联动输出。
报警联动：
若报警位置存在监控设备，报警发生时应能通过预设方式自动调用视频或声音信息进行报警复核，并触发录像。
系统应支持与其它警用业务系统进行报警联动。
报警记录：
当发生报警时，监控中心应记录报警的详细信息，如报警地址、报警所属组织、报警级别、报警类型、报警时间、处警时间、处警结果等。
6.网络性能需求：
监控中心网络带宽规划设计主要应考虑前端设备接入监控中心、监控中心互联、用户终端接入监控中心和预留的网络带宽。
监控中心内部及监控中心间互联的网络性能指标应符合通信行业标准YD/T1171-2001中所规定的1级（交互式）或1级以上服务质量（QoS）等级。
具体指标如下：
网络时延上限值为400ms。
时延抖动上限值为50ms。
丢包率上限值为1×
10-3。
7.其他特殊功能的需求：
如智能图像辩识功能，利用智能图像识别技术在图像中获取信息，可以用于面部识别、图像识别、目标跟踪等功能。
如电子地图功能，通过电子地图可以直接对监控点进行调看、设置、报警联动操作，让使用者更加形象地感受与应用。
支持前端设备的移动/无线接入和移动用户终端的使用。
8.系统的扩展性的需求：
能实现快速简便的方式扩充营业网点和监控点数量，而不必增加很高的成本和复杂的安装。
9.系统的管理权限功能的需求：
监控中心应具有对接入的用户进行授权和认证的功能。
用户及权限管理可由各级监控中心独立执行，也可集中执行。
用户及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范围内的历史图像和实时监视图像，当需要获取非管辖范围内的历史图像和实时图像时，应取得有效授权。
系统可提供对前端设备进行独占性控制的锁定及解锁功能，锁定和解锁方式可设定。
⏹平安校园系统总体设计
平安校园系统是一个覆盖整个学校的集成式、多功能、综合性大型监控报警系统，包括图像监控与报警系统、重点要害部位监控与报警系统、居民小区技术防范系统、道路交通监控和卡口系统、电子巡更管理系统等独立而又互相协作的子系统，平安校园系统不仅仅强调以上各个子系统的建设，也强调对以上系统和相关资源的整合与集成。
虽然系统的组成非常复杂，但是从资源组合与整合的角度上可以分为四个组成部分：
监控中心，传输网络平台，监控资源和用户群。
此外，在平安校园监控系统方案中，将会极大的考虑到远期的规划需求，做到丰富的扩展性。
比如在此套方案中已经能为电子监考与教学观摩与评估提供完善的解决方案。
■电子监考
各类考试中考生的舞弊行为越来越猖獗，采用的舞弊方法也是千奇百怪，防不甚防。
为了严肃考场纪律，维护考生自身利益，同时减少监考人员的数目，减轻监考人员的压力和负担，电子考场的建设需求越来越多。
■教学观摩与评估
为了提高教学质量，完善教学评估体系，教育系统已经提出利用监控平台建设电化教育评估系统的需求，即实现无干扰听课、教学素材采集、自习课堂管理、教学质量评估、优秀课程推广等多种应用，从而协调并加强上级教委领导、校长、教师、学生以及家长五者之间的教学管理互动关系，有效地提高教学管理和教学质量水平。
视频监控技术简介
视频监控技术的发展
视频监控系统一直是监控领域中的热点，它以直观、方便、信息内容丰富而在各个行业得到广泛应用，视频监控系统的发展与电子、通信的发展息息相关，就其发展的阶段看，主要经历了以下三个阶段：
第一代基于模拟传输的视频监控系统（VCR为中心）
视频监控系统最早的应用方案是采用模拟信号在电缆或光纤中传输，然后再集中监控和录像等。
这种基于模拟图像的视频监控系统从电视机、摄像机诞生的那天，就已经诞生。
其视频监控系统主要由摄像机、视频切换矩阵、监视器、录像机等组成，通过视频线、控制线连接，主要用于安保、生产管理场合。
其特点是模拟视频信号传输，传输距离有限，安全性较差，监控方式单一。
其特点是以VCR（VideoCassetteRecorder）为中心。
第二代基于PC机或工控机的板卡式视频监控系统（DVR为中心）
视频采集压缩技术的进步使得基于计算机的板卡式视频监控系统成为可能，PC机的普及也推动了此类技术的发展。
这类视频监控系统主要由摄像机、各类采集设备、PC机/工控机、采集卡、视频压缩卡、通信接口卡、PC监控设备、录像机（模拟或数码）等组成，依赖于通信网络构成整个视频监控系统。
采用计算机作为硬件平台，WINDOWS操作系统+应用软件方式来实现。
该产品集图像采集、图像压缩、图像解压、图像监控与控制、图像点播、系统管理于一体，如果某部件（硬件或软件）发生故障，那么整个系统都功亏一篑，无论PC机还是工控机，都比较容易死机，不易于7×
24小时不间断使用；
Windows操作系统作为一个普通个人用操作系统，现在面临着系统极其不稳定，安全漏洞太多，容易被黑客利用等问题。
另外这种方式存在功耗大、环境适应能力、联网能力差等缺点，其特点是以DVR（DigitalVideoRecorder）为中心。
第三代基于嵌入式的网络视频监控系统（MCU为中心）
第三代视频监控领域，集中了多媒体技术、数字图像处理及远程网络传输等最新技术，它是大型的,分散的地理区域监控系统的最佳选择，它正以无可比拟的绝对优势取代着前两代监控系统。
第三代视频监控技术不仅仅在可解决图像传输、远程控制、现场信号采集等监控功能，还可提供高质量的监控图像和便捷的监控方式。
它一般基于TCP/IP架构，符合通信网的发展趋势。
嵌入式系统所有硬件软件全都采用专业设计、具备专业的制造工艺。
在编解码方面，采用专用的高速DSP处理芯片，系统软件采用稳定性最高的实时专用操作系统，因此具有功能最强大、可靠性最高、功耗小、环境适应能力强、软件的扩展升级方便等优点，具有非常广泛而灵活的应用。
其特点是以MCU（MultipointControlUnit）为中心。
解决方案
系统组网图
组网说明
如上图，整个监控系统分为二级，XX市旌阳区教育局教育局设立一级监控中心，各中、小学校设立二级监控中心。
在一级监控中心部署监控平台、电视墙、存储系统和操作坐席；
在二级监控中心部署NVR网络录像机，通过TCP/IP网络接入教育局一级监控中心平台，依托IP承载网络构建一个星型结构的数字化、网络化的IP监控系统。
XX市旌阳区教育局教育局一级监控中心：
设立一级监控中心，配置监控中心平台、视频解码器、IP存储、电视墙以及操作电脑等。
同时通过专线与XX市公安局110指挥中心相接，实时报警。
监控中心平台负责管理所有中、小学的网络录像机，实现用户登录认证、码流交换、系统管理，嵌入式硬件监控中心平台，内嵌数据库、网络录像单元，单台设备即可实现系统管理和录像功能。
在监控中心部署4×
4规格的电视墙大屏显示，采用视频解码器，实现数字图像转模拟输出到电视墙，实现电视墙浏览。
视频解码器可选配为：
视频解码器为单路型解码器、提供1路解码输出；
可实现单路D1或4路CIF格式画面合成图像输出。
集中视频解码提供最28路解码，集中式视频解码器，实现数字图像转模拟输出到电视墙，实现电视墙浏览。
单路设备可实现单路D1或4路CIF格式画面合成图像输出。
集中式解码器为标准19英寸机架设备，部署比单路视频解码器更为紧凑、美观；
XX市旌阳区教育局教育局一级监控中心作为学校的直接管理者，需要对每个学校的重点监控点进行直接监管，并对这些重要监控点的图像进行平台存储，部署存储设备为IPSAN，可以将各中、小学重要监控点的图像进行统一集中存储，IPSAN使用RAID5等数据安全技术，可确保录像数据的安全可靠。
在操作坐席的电脑上安装客户端软件，可实现对系统的控制、管理、操作等。
通过客户端可浏览监控图像、对前端摄像机进行PTZ控制、修改设备参数、报警联动布防与撤防。
作为整个系统的综合管理平台，一级监控中心可以调看整个系统的所有监控视频资源，在紧急事件发生时，可以调看现场监控的所有监控点，进行远程协调。
一级监控中心预留统一的接口与本地区的平安城市系统进行对接，将本地区的平安校园的监控点接入平安城市指挥中心进行统一管理与调度。
中、小学校二级监控中心：
设立二个监控中心，配置网络录像机、显示器及操作电脑等。
由于小型中学、小学等点数不多，所以使用NVR可实现对所有前端的统一接入和管理、录像存储，具有本地视频的解码输出，各中、小学只要通过一台显示设备就可以观看实时监控图像。
为方便各中、小学领导或出差的人员随时浏览监控图像，可以在普通PC电脑上安装客户端软件或以B/S模式登录NVR，对系统的控制、管理、操作、浏览监控图像、对前端摄像机进行PTZ控制、修改设备参数。
监控前端：
在监控点配置网络监控摄像机、视频适配器（编码器）、模拟摄像机等设备。
监控摄像机可实现监控现场24小时不间断图像采集，可把学校及周边图像实时送到监控中心。
重点视频监控点选择：
●学校大门
作为学校安全最重要的关口，学校大门的监管尤为重要，建议在学校大门安装视频监控点，对学校出入情况进行记录，并且可以监督门卫的工作。
●学校操场
操场是学校内学生最为活跃的地方，也是安全事件比较多的场所，需要对其重点监控，建议在操场上部署视频监控点，一个监控点就可以兼顾全局和细节。
●教学楼门口
学校大门，尤其是楼梯的安全需要重点关注，需要对其重点监控。
●食堂
食堂是学校群体事件频发的地方，需要纳入重点监管之中。
●食堂操作间
学校食堂的卫生情况是教育系统尤其关心的地方，对食堂操作间的监控符合教育部门对学校食堂卫生监管的需要。
●学校周边
学校周边是学校安全的薄弱环节，为了避免不法人员翻墙进入学校，可以在学校周边部署由视频监控系统。
传输部分：
学校利用现有的校园网作为监控系统的承载，通过教育城域网、互联网与教育局互联。
监控中心设计
一级监控中心（教育局）
在XX市旌阳区教育局教育局设立一级监控中心，在控制中心部署电视墙（4×
2）大屏显示，通过操作席切换操作，实现调用各中、小学校前端任意监控点切换上墙显示、轮询、录像回放功能等，通过安装客户端软件可对前端任意监控点进行控制、切换、配置等。
二级监控中心（学校端）
在各中、小学设立二级监控中心，通过NVR本地VGA、HDMI接口直接接入显示器或高清液晶电视机，即可实现对本校的前端监控点进行多画面显示、录像回放、远程控制等。
网络视频监控技术的特点
网络视频监控技术为当前最新的监控技术，它基于TCP/IP通信网，集中了多媒体技术、数字图像处理及远程网络传输等最新技术，可以提供清晰流畅的视频监控图像效果。
相对传统的模拟监控和DVR方式的监控，网络视频监控具备无可比拟的优势，主要体现在以下几个方面：
Ø
网络化监控：
通过IP网络真正做到任何时间、从任何地点、对任何现场进行实时监控；
可充分利于IP网络的优势，实现大规模、大范围、全方位监控；
网络化存储：
系统可以实现本地、远程的录像存储及录像查询和回放；
高可靠性、安全性：
系统采用的视频编码器、网络摄像机、视频解码器、监控平台均嵌入式系统设计，具备极高的稳定性、可靠性，无需专人管理，利用构建无人值守的监控系统；
优异的图像质量：
系统采用先进的MPEG-4/H.264等视频编码算法，可实现清晰流畅的图像效果，实时性好；
操作管理简单：
系统具备良好的用户界面，采用C/S或B/S架构，操作使用非常简单；
业务功能强大：
系统为用户提供了灵活的监控画面选择,电子地图使用，对云台、变焦的行控制，预置位和镜头的轮巡，以及实现图像抓拍、录像和录像回放、报警和报警联动功能；
系统信息安全性高：
充分利用防火墙/VPN、加密、权限管理、安全认证、实时时钟等技术，保证监控系统和录像资料不被越权使用和破坏；
有效利用带宽：
监控视频流可随时调整，具备带宽自适应能力，可充分利用通信网络，根据网络带宽视频流可自动调节，系统可以在现有的任何网络中完成各种监控功能；
设备的分级、分组管理：
强大的分级、分组功能可将摄像机、视频编码器、报警设备等前端设备根据监控地点和管理需要编成不同区域和工作组，区域可以分级（分层）。
每个工作组可分配数个前端设备，同一个前端设备可同时分配在不同的工作组中；
用户的分级、分组管理：
根据管理需要可将用户划分成不同级别，最上层是超级管理员。
不同级别的管理员被赋予不同的权限。
管理员可以创建用户，分配初始密码，也可以将用户划分为用户组进行管理。
系统将控制权限分为多个等级，可根据需要灵活地分配给相应的用户和用户组；
可扩展性：
增加网络摄像机、视频编码器和分监控中心非常简单，能够持续平滑升级和扩展，降低对系统的整体投资成本，和其他管理控制兼容。
基于以上分析，本次XX市旌阳区教育局教育局平安校园视频监控系统建设采用数字化、网络化视频监控系统组建，系统同时预留接口，整合其它系统。
优势对比
与模拟系统的对比
网络监控系统
模拟监控系统
成本
安装简便，节约布线；
运作费用较低；
中心控制，硬盘记录，通过网络存储，集中维护与操作
同轴线缆转光纤接入，安装困难成本高；
运作费用高，在前端各点维护与操作
系统发展
单一系统可覆盖广阔区域；
便于拓展，只要“接入和使用”
点对点
系统连接复杂、混乱
用户接入
通过网络（ADSL、LAN等）远程接入监控
接入方式单一
运作和管理
1．通过视频监控平台统一管理，只要在网管中心就可以对系统中所有设备进行远程控制管理和维护，在监控中心只需布置相应数量的解码器，占用空间小且维护方便
2．可以根据不同用户对其控制和调看监控图像的权限进行分别设置，保证重要用户对监控点的控制。
1．系统复杂，所需设备极多，占用大量监控中心空间，且无法远程维护和统一管理，维护困难。
2．所有用户同一级别，无优先级，调看时可能会引起控制混乱。
质量
图像记录无衰减；
使用数据库，记录数据便于检索；
远距离传输图像信号损失很少。
图像记录有损失；
远距离传输图像信号损失大。
系统拓展
在网络上直接加网络编码器
系统扩展工程庞大
智能
用软件处理数字信号实现不同应用，可以不断升级系统以实现更多新的功能。
无
与DVR系统的对比
对比项目
DVR
定位
大规模监控，用户集中认证管理，分布式服务，数据通过网络传输进行集中存储
小规模应用，扩展性不高，数据分散本地存储．
本地存储非常有必要或者客户对本地存储有偏好
通过网络远程接入监控
本地接入监控
远程监视和控制；
本地数据记录管理
通过网络远程记录（硬盘/磁带）
可靠性
集中认证管理数据存储，可靠性高，对网络依赖性高；
本地存储无冗余备份
特点
体积小巧、网络功能强大，网络扩展性好，适合在野外、无人值守条件下工作
本机操作功能丰富，支持本地存储，网络功能弱，扩展性差
智能网络视频监控系统
智能网络视频监控系统是数字化、网络化和智能化相融合的新一代视频监控系统，可基于IP网络实现图像、声音及各种报警信号的远程采集、传输、储存和处理，提供便捷、经济、有效的远程视频监控解决方案。
监控中心平台、前端编码器、前端网络摄像机、解码器、存储系统以及配套软件，提供整套的视频监控解决方案。
系统架构示意图如下：
图1智能网络视频监控系统架构图
1）监控中心平台
监控中心平台采用嵌入式硬件架构，安全、稳定、可靠，没有病毒、黑客等问题。
监控平台部署采用分布式、模块化部署方式，系统控制平台组建简单，部署灵活，利于分期部署，边投资边建设。
监控平台采用嵌入式操作系统和专用DSP数字处理芯片，集成以下功能模块：
平台管理模块（PMS）
中心控制模块（CMU）
视频处理模块（VTDU）
录像处理模块（NRU）
前端接入模块（PUI）
客户端接入模块（CUI）
CMU为中心管理模块，是中心服务平台的核心单元，可实现前端、客户端的接入、信令转发处理、系统及其信息管理，提供对CMU的用户个性化数据、联动告警、操作日志等数据存储功能；
VTDU为视频转分发单元，可实现音视频请求、接收、转发、分发，支持多级级联；
PMS提供用户认证、管理和全网设备入网认证和管理功能；
NRU提供录像与回放功能。
系统提供实时监控、远程控制、录像与放像、报警联动、双向语音、权限管理、网络管理、日志管理等丰富的应用功能。
CUI/PUI提供全网的用户/设备的接入。
2）视频编码器、网络摄像机
视频编码器、网络摄像机遵循国家、公安部相关标准，采用H.264/MPEG-4协议编码，支持48k～4M码流，提供CIF～D1的监控图像画质；
提供视频、音频、报警信号输入接口，控制、音频、报警信号输出接口，满足基本的视音频、报警信号的输入输出需求。
部分编码器内嵌硬盘接口，可装入硬盘实现前端存储，与中心存储互为备份；
编码器提供丰富的应用功能，支持地名、时间标示，支持前端报警联动，支持移动侦测、双向语音、透明通道、NAT穿越、前端录像等功能；
编码器具备较强的网络适应能力，支持智能丢包恢复，保证在网络有丢包的情况下图像清晰流畅。
3）视频解码器
科达解码器采用集中式、插板式设计，单台设备最大可支持28路D1图像解码上墙，实际使用时可根据需求灵活配置解码板组建电视墙；
用H.264/MPEG-4协议编码，支持100k～4M码流，提供CIF～D1的监控图像画质；
每块解码板具备4路解码通道，每个通道可支持4路CIF图像合成解码输出显示；
提供音频、报警信号输入接口，视频、控制、音频信号输出接口，满足基本的视音频、报警信号的输入输出需求。
解码器具备较强的网络适应能力，支持智能丢包恢复，保证在网络有丢包的情况下图像清晰流畅。
4）存储系统
基于iSCSI标准的IP-SAN技术和强大的监控平台构建完善的网络存储系统，存储资源可以根据需求分布式部属并加以统一资源管理和调度，支持视频存储资源管理、在线部属，可以基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的客户需求，可以提
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