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幼儿园联网监控督导与开放系统解决方案

 

 

幼儿园联网监控督导与开放

系统解决方案

 

杭州海康威视系统技术有限公司

 

第一章背景概述

一.1项目背景

“安全是办学办园的底线,要给全社会尤其是家长们一颗‘定心丸’”,李克强总理在今年4月份的国务院常务会议上强调。

但近期全国多地幼儿园虐童事件频发,例如上海携程亲子园、北京红绿蓝幼儿园虐童事件等,严重侵害了受害幼儿的身心健康,给受害儿童及其家庭造成不可抹灭的痛苦和阴影,极大的破坏了社会的和谐稳定。

接连的幼儿园虐童事件,引发了全民对曝光幼儿园的声讨,对幼师师德师资的质疑,以及对学前教育办园规范的考问。

如何切实加强师德师风建设,规范办园行为,加大监管督查力度,教育部高度重视,并已部署开展幼儿园办园行为专项督查,强调各地教育部门要按照《未成年保护法》《教师法》和《幼儿园管理条例》《幼儿园工作规程》有关要求,对一切损害幼儿身心健康行为的幼儿园和教职工必须进行严肃查处,对情节严重、构成犯罪的,必须依法追究刑事责任,以切实保障幼儿身心健康成长。

如何把幼儿园建设成为最阳光、最安全的地方,成为全社会关注的焦点。

现今随着城市中双亲就业的家庭越来越多,家长亲自在家照顾幼儿的比例逐渐下降,但对子女的关爱无时无刻不对家长造成巨大的心理压力,父母们很希望能随时看到子女在幼儿园的就学情况。

同时随着居民收入水平的提高,大中城市的民办幼儿园逐年增多,幼儿园也在积极寻找一种有效提升品牌的手段。

随着《国务院办公厅关于加强中小学幼儿园安全风险防控体系建设的意见》、《幼儿园办园行为督导评估办法》等一系列政策的发布,幼儿园的安防建设取得了一定发展,但还存在如下问题:

1、幼儿园基础安防建设现状

校园重要公共区域存在盲区,低照度等场景视频监控画面清晰度不满足监管需求。

2、幼儿园安全事故责任追究制度

《中小学(幼儿园)安全工作专项督导暂行办法》等文件要求加强督查,落实安全责任。

校门口恐怖暴力、校内楼梯踩踏、校车交通事故、虐童等群体安全事件,缺乏智能预警,难以防范。

3、联网监管系统业务现状

对学校联网报警视频数据结构化建设投入低,无法推动事后被动处置向事前主动预防转变。

缺乏对所属学校报警数据、校车运营、监控设备运维状态的全面联网和统计分析。

一.2设计原则

幼儿园联网监控督导与开放系统解决方案设计时应遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。

并综合考虑维护及操作因素,并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。

本系统设计内容是系统的、完整的、全面的;设计方案具有科学性、合理性、可操作性。

其具有以下原则:

●先进性:

幼儿园监控系统的技术性能和质量指标应达到国内领先水平;同时,系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行,容易掌握。

该系统集国内先进技术于一身,体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平,适应时代发展的要求。

●经济性与实用性:

充分考虑幼儿园监控系统实际需要和信息技术发展趋势,根据幼儿园的现场环境,设计选用功能适合现场情况、符合幼儿园监控要求的系统配置方案,通过严密、有机的组合,实现最佳的性能价格比,以便节约工程投资,同时保证系统功能实施的需求,经济实用。

●可靠性:

本系统基于可靠的网络通信技术,能确保系统级别的高稳定性和可靠性,满足7×24小时、全年365天的全天候长期稳定运行。

●稳定性:

幼儿园监控系统的设计具有较高的稳定性,系统具有一整套完成的系统管理策略,可以保证系统的运行安全。

●扩展性:

幼儿园监控系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要,具有更新、扩充和升级的可能。

并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能,同时本监控系统设计中留有冗余,以满足今后的发展要求。

一.3设计标准

平安校园安防系统的建设依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行规划设计,具体如下:

1)各部委下发的通知文件:

♦《公安部关于联合加强中小学和幼儿园安全整治的通知》

♦《关于全面检查落实各地中小学和幼儿园安全防范工作的紧急通知》

♦《中小学(幼儿园)安全工作专项督导暂行办法》

♦《幼儿园办园行为督导评估办法》

2)安防视频监控系统设计方面:

♦《中华人民共和国公安部行业标准》(GA70-94)

♦《视频安防监控系统技术要求》(GA/T367-2001)

♦《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-94)

♦《工业电视系统工程设计规范》(GBJ115-87)

♦《安全防范系统通用图形符号》(GA/T75-2000)

♦《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》(GA/T832—2009)

♦《机动车号牌图像自动识别技术规范》(GA/833-2009)

♦《闯红灯自动记录系统通用技术条件》GA/T496-2009

♦《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》(GB/T50311-2000)

♦公安部《警用地理信息系统系列标准规范》

3)视频监控图像质量方面:

♦《电视视频通道测试方法》(GB3659-83)

♦《彩色电视图像质量主观评价方法》(GB7401-1987)

4)视频系统网络设计方面:

♦《信息技术开放系统互连网络层安全协议》(GB/T17963)

♦《计算机信息系统安全》(GA216.1-1999)

♦《计算机软件开发规范》(GB8566-88)

5)视频系统工程建设方面

♦《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-94)

♦《安全防范工程技术规范》(GB50348-2004)

♦《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93)

♦《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)

♦《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004)

♦《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》(GA/T670-2006)

♦《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)

第二章需求分析

二.1全面覆盖的视频监控系统

采用先进的高清、智能监控技术,对幼儿园大门口,出入口,操场、游乐场,园区周界,教室、午休室,办公室、厨房、监控中心,教学楼走廊进行全方位、全天候的高清视频监控,最大限度地减少各种安全隐患,加强幼儿园自身安全管理需求。

二.2长效健全的联网监管系统

幼儿园重要点位视频资源,如校门口、监控中心、厨房等接入教育局,实现局端对所属区域幼儿园的视频联网监管和督导,加强园内紧急事件的应急联动。

二.3透明开放的互动互信系统

为家长搭建了一个开放互动的平台,家长通过互联网,可以随时看到孩子在幼儿园的生活情况,无论是学习、休息还是嬉戏的场景,都能充分满足家长的关爱之心。

同时,家长可以对老师的教育进行评估,并将意见和建议通过网络反馈给学校,有效地促进了家长与教师间的沟通,提升了家长与幼儿园的互动与互信,提高了幼儿园的教育教学实力和竞争力。

第三章系统总体设计

三.1设计思路

针对影响幼儿园安全的突出问题、难点问题,为进一步健全幼儿园安全的人防、物防和技防各方面力量,本系统基于幼儿园科学、全面规范、职责明确的安全风险预防、管控与处置体系设计。

可有效健全教育部门、公安机关、学校在信息沟通和安全应急联动机制,切实维护师生人身安全,保障幼儿园平安有序,促进社会和谐稳定。

系统坚持以人为本、联网监管、全面防控。

将可能对幼儿园儿童身心健康和生命安全造成影响的各种不安全因素和风险隐患全面纳入防控范畴,科学预防、系统应对、不留死角。

三.2系统组成

幼儿园联网监管督导与开放系统组成如下:

主要有三部分组成,分别是幼儿园的前端监控子系统,教育局联网子系统,家长远程开放子系统。

幼儿园监控子系统:

可实现幼儿园场景的高清智能监控,全面覆盖。

教育局联网子系统:

可实现教育局、政府、公安等部门对幼儿园的联网监管。

家长远程开放子系统:

可实现家长和幼儿园师生的互动互信。

三.3功能设计

三.3.1高清视频监控

可用性设计

前端摄像机,需要全天候、全方位、24小时监控,根据不同场景采用具有红外夜视、全彩、变焦、全景、广角等功能摄像机,以满足在不同照度、不同视角下图像可分辨人脸和车牌的清晰度要求。

室外摄像机,耐高温、抗雷击、防水防尘等应达到相关指标,摄像机应该能在恶劣环境下正常工作,有些环境下室外摄像机护罩内应该有加热、除湿等装置,防水防尘级别应该达到IP66,内部电路应该具备防浪涌保护设计,抗3000V雷击。

存储系统可采用“集中+分布”方式,确保所有监控点位的录像资源得以保存,以供事后调查取证。

利旧性设计:

对现有的各地视频监控系统进行有效集成,集成时充分考虑即有系统的现状,最大限度地利用原系统资源,避免重复投资,从而减少项目集成成本的投入。

安装调试设计:

摄像机多安装于难以摘取的位置,因此使用过程中的再度调试是较麻烦的,增加维护成本。

摄像机应该提供OSD操作菜单供用户远程调试及参数修改。

此外,建议为摄像机由UPS集中供电以保证电源洁净,防止串扰。

设备运维设计:

提供功能完善的视频网管功能,系统管理人员能够实时了解系统中核心设备的运行状况,及时发现设备故障信息,使系统维护人员能够快速了解异常情况,及时排除设备故障,有效预防因图像质量问题带来的损失和影响,提高运维效率。

三.3.2联网监管督导

业务功能设计:

海康威视IVMS9600视频联网监控管理系统能够提供强大的TCP/IP视频服务功能,可为教育局联网监管督导提供监控设备运维可视化、视频告警可视化、校车轨迹可视化、单体学校可视化、事件监管及相关数据的统计等服务。

稳定性设计:

主要服务器支持双机热备,大容量业务访问时可支持集群部署;存储服务器支持N+1备份;流媒体服务器支持负载均衡。

一系列的可靠性设计,确保系统平台的可靠性与稳定性,有效的保证了用户业务的连续性。

扩展性设计:

平台具备强大的软件环境适应能力,支持主流操作系统、Web中间件、数据库产品以及其他第三方标准中间件产品的开发和运行环境。

兼容国际、行业标准和主流厂商的SDK的编解码设备的兼容性接入,同时提供插件化管理方式,采用不同的接入模块兼容不同厂家设备,相互独立、互不影响;实现平台之间的级联与互联,并且兼容第三方国标平台与非国标平台的接入;平台提供开放的第三方系统对接方案,提供相应的对接开发包,提供WebService接口。

兼容性设计:

系统具有开放式架构、组件式封装、总线式集成、积木式开发和分布式部署的特点,确保系统符合信息技术发展的趋势并适应未来业务应用及扩展的需要,接入相应行业业务。

网络适应性设计:

预览时可以支持主子码流切换以适应不同的网络环境下视频传输的网络带宽压力。

客户端也支持离线模式,当客户端与中心断开连接时,客户端也可以进行正常的本地操作,不影响系统应用。

为了缓解视频传输压力,客户端支持信令流与视频流分开传输,以适应复杂多变的网络环境。

三.3.3家长远程监看

开放方式设计:

家长和老师可以通过互联网或移动客户端,如:

手机客户端、IPad客户端等进行实时监看。

无论身在任何角落,都能随时掌握孩子的最新情况。

远程监看给家长和老师提供了很大的方便,无形中也提高了园方的服务质量,促进教职员提高服务素质,最终达到提升幼儿园整体形象的目的。

权限管理设计:

对使用系统人员进行分级权限管理。

对系统的管理权限、视频浏览、摄像机远程控制、复制、浏览都由有权限的用户进行。

功能管理设计:

管理人员或授权访问人员,能通过访问监控系统,实时预览监控画面、回放历史监控图像、下载监控资料等;

第四章系统详细设计

四.1幼儿园视频监控系统设计

整个幼儿园校园监控系统如下:

图1幼儿园监控系统示意图

四.1.1幼儿园监控点设计

幼儿园前端视频监控点位示意图如下:

图2监控点布置

视频监控系统主要由前端摄像机组成,根据现场不同的环境和应用选用不同的摄像机,如图所示整个幼儿园校园监控系统可以分为三部分:

幼儿园周界、大门出入口:

该部分主要采用周界智能监控+出入口监控的方式来实现。

通过分析发现最近发生的校园事件,犯罪分子主要是通过学校出入口强行闯入校园,或者在校门口进行侵害行为,所以视频监控一定要把好出入口关,预防并及时发现隐患。

校园周界采用红外摄像机或全彩摄像机配合超脑全天候记录视频信息并对人体触发的越界进行告警;大门出入口及其他与外界相通的出入口,应选能全天候清楚的辨别出入人员的面部特征及机动车牌号的摄像机。

园内室外包括操场、路口等:

该部分主要采用室外广角星光摄像机。

各教室、餐厅、活动室、医务室、走廊等场所:

通过安装在各教室、餐厅等位置不同类型的摄像机来实现相应区域内的监控。

学校视频监控系统设施基本配置如下表:

1

学校出入口

高清星光摄像机

3

学校周界

红外摄像机、全彩摄像机

4

校园室外

室外广角星光半球、星光筒机

5

教室、餐厅、午休室

活动室、走廊

室内变焦星光半球、广角星光半球、星光筒机、星光半球、温湿度摄像机、防油污摄像机

四.1.2幼儿园监控室设计

监控室实现对园内监控系统的统一管理和控制,以数字硬盘录像机NVR为核心进行视频的实时预览、录像存储和回放、前端利旧的整合接入,包括显示系统及网络设备等组成。

监控室系统结构如图所示:

图7学校监控室结构

四.1.2.1实时预览

监控室可通过NVR实现本地画面显示输出、隐私遮蔽、云台控制、遥控器等一系列管理。

本地显示输出:

NVR支持HDMI、VGA、CVBS同时输出,各输出口支持预览不同通道的图像;HDMI与VGA支持1920×1080p高清输出,通过主/辅输出口切换可实现双操作,分别进行预览或回放。

多画面显示:

NVR设备支持单画面、四画面、六画面、八画面、九画面和十六画面多种预览分割方式,各画面预览通道顺序可调。

设备支持分组切换、手动切换或自动轮巡预览,自动轮巡周期可设置。

隐私遮蔽:

NVR支持预览屏蔽和隐私遮盖两种隐私处理方式,预览屏蔽方式仅对预览画面作屏蔽处理,录像仍正常显示整个场景;隐私遮盖方式对预览和录像都进行遮盖。

云台控制:

NVR支持云台控制功能,云台控制时支持鼠标点击放大、鼠标拖动跟踪等功能。

本地管理:

NVR支持鼠标、遥控器和键盘进行本地操作和管理。

四.1.2.2视频存储

本存储系统采用NVR模式,其中IPC先接入NVR,再通过NVR接入平台。

IPC与NVR之间实现了直接对接,而直接对接模式一般采用底层协议而非SDK方式,更有利于提高接入效率。

NVR直接获取IPC的音视频直接存在本机上,实现视频直存。

视频存储系统结构设计及视频流向如下图所示:

图26.存储子系统结构图

存储设计原则

对于NVR台数和硬盘数量的设计,需要结合实际情况综合考虑,其中主要可参考“短板优先”的设计原则。

“短板优先”是指在具体项目需求中,在部署NVR数量尽量少的前提下,首先分析接入路数(接入带宽)和存储容量哪个是主要限制项。

假设接入路数为“短板”,以接入路数来优先计算,假设接入带宽为短板,应以最大带宽所能容纳的最大接入路数来计算;对于存储需求很大,接入路数要求不高的情况,可先计算总的存储容量,再计算每台NVR最大存储容量,以此计算出需要的NVR台数。

存储空间计算

在计算存储空间时需先计算出所有路数存储一定的时间所需的存储总空间,用总路数乘以每路码流大小,再乘以总的存储时间即可算出总的存储空间,在计算过程中保持单位的一致性。

下表为分别按照1路每天存储24小时、摄像机按照D1、720P、1080P的分辨率存储不同天数所需的存储空间表,如下表:

序号

分辨率

码流大小

1天存储空间TB

7天存储空间TB

15天存储空间TB

30天存储空间TB

1

D1

1.5Mbps

0.0154

0.1081

0.2317

0.4635

2

720P

2Mbps

0.0206

0.1442

0.3090

0.6180

3

1080P

4Mbps

0.0412

0.2884

0.6180

1.2360

表2存储空间计算

四.1.2.3录像回放

监控室可通过NVR实现录像、搜索、回放、遥备份等一系列操作。

录像/抓图类型:

设备支持手动录像/抓图、定时录像/抓图、移动侦测录像/抓图、报警录像/抓图、动测和报警录像/抓图、动测或报警录像/抓图、假日录像/抓图等多种录像/抓图方式,每天可设定8个录像时间段,不同时间段的录像触发模式可独立设置,抓图时间间隔可选。

录像搜索:

设备支持按通道号、录像类型、文件类型、起止时间、标签等条件进行录像资料的检索;支持按照人脸检测、区域入侵、越界侦测、虚焦侦测、场景侦测、音频侦测等智能侦测类型进行录像检索;支持智能码流存储和智能事件后检索,用户可自定义区域入侵、穿越警戒面等智能规则进行录像的后检索。

录像/图片回放:

设备支持快速回放、常规回放、事件回放、标签回放、日志回放、图片回放等多种回放方式;支持智能浓缩播放,有事件发生的关键视频以1X速度播放;没有事件发生的视频则快速播放回放时可进行快放、慢放、倒放、单帧播放、前跳30s、后跳30s、上一文件、下一文件、电子放大等操作。

同步回放:

设备支持同步回放,最多支持16路720p同步回放。

录像/图片备份:

设备支持本地录像/图片备份,可通过USB接口外接U盘、移动硬盘和USB刻录机等进行备份,也可通过eSATA接口外接硬盘进行备份。

四.1.2.4利旧接入

海康NVR提供多元化的接入方式,支持第三方前端设备的接入

多元化接入:

可接入海康私有协议或ONVIF协议接入海康网络摄像机、网络快球和网络视频服务器。

第三方接入:

可通过ONVIF、PSIA标准协议、部分厂家私有协议和自定义RTSP取流协议等方式接入第三方网络摄像机和网络快球。

接入能力:

不同的型号支持不同的接入带宽,目前产品的可接入带宽分别为40/80/160Mbps。

四.1.3幼儿园视频联网设计

根据幼儿园所处的网络环境及建设主体的不同,可有如下三种联网模式,幼儿园可据园区网络环境选择联网建设方案。

四.1.3.1模式一

幼儿园自建的监控系统,若使用海康萤石IPC,可通过互联网接入海康的萤石云(萤石云协议),萤石云将相关视频资源通过VAG(平台服务组件)接入到教育局的9600联网监管督导平台,对幼儿园自建的监控系统进行统一监管。

若幼儿园使用的是第三方IPC,需要通过增配海康NVR,通过海康NVR走互联网接入教育局的9600平台(Ehome协议)的方式,实现与上级教育局的视频联网。

四.1.3.2模式二

政采统建的幼儿园视频监控系统(海康视频监控系统),学校视频资源可通过海康NVR,通过教育专网(直接IP映射)或互联网(Ehome协议)接入教育局的9600平台。

四.1.3.3模式三

对于由运营商、家校通、教育集团等(非海康)建设的前端监控设备及后端管理平台系统,可通过第三方管理平台和教育9600平台对接开发的方式,实现幼儿园视频资源的上报联网。

四.2教育局联网监管系统设计

教育局所属区域幼儿园接入的视频资源,如校门口、活动室、厨房、校车、等视频接入教育局,实现局端对所属区域幼儿园的视频联网监管和督导,加强园内紧急事件的应急联动。

四.2.1视频联网设计

幼儿园周界、大门出入口:

幼儿园大门基本临街建设,出入口人员状况复杂。

尤其是学生上下学期间,师生和家长密集,很容易出现恶意暴力事件和交通事故等群体事件,例如今年6月份发生在江苏徐州某幼儿园的特大爆炸事件,给受害人家庭造成了毁灭性的灾难,严重破坏了教学秩序。

学校围墙是学校安全防护的第一道防线,由于范围大,保安响应时间长,而校外不法人员为躲避校保安视线,多采用翻墙进校实施违法行为。

因此,教育局对幼儿园校大门口、周界视频可重点接入监管。

园内室外包括操场、路口等:

该部分是幼儿园学生室外活动场所,教育局可选择性接入部分视频。

各教室、餐厅、活动室、医务室、走廊等场所:

较之成人幼儿园孩子对食物更敏感,食品安全问题威胁幼儿生命安全,对孩子集体中毒事件从源头进行全程防范,把幼儿园食堂按照阳光厨房的数据标准和监管需求集中管理起来,教育局需要重点接入幼儿园餐厅,进行安全督导监管。

幼儿园的医务室,教育局需要重点接入,对辖区的幼儿园疾病防控具有很好的预警监管作用。

幼儿园其他室内视频教育局可选择性接入。

四.2.2报警联网设计

紧急报警系统是一种主动防御式的报警系统。

采用的紧急报警设备,在紧急情况下实现第一时间报警求助,并联动案发现场周边监控点录像。

人为触发紧急报警按钮后,报警信号上传至中心管理平台,管理人员通过设备上集成的语音对讲与前方报警人员进行语音对话,通过高清摄像头进行视频复核,即时了解警情并采取相应措施,其报警流程如下图所示:

紧急报警业务流程图

紧急报警设备自带双网口,可同时接入多个监控中心,例如在接入本地监控中心的情况下还可以进行公安110联网,实现警情迅速传递,及时出警,全面监控。

其组网架构如下图所示:

紧急报警架构图

四.2.2.1前端设备

在各个前端报警点部署紧急报警设备,紧急情况下一键报警求助,监控中心及时处理警情。

紧急报警设备分为3种类型,报警柱、报警箱和报警盒。

紧急报警设备可以应用在学校、广场、景区、医院、商场门口、车站、商场、菜市场、停车场等场景,从室内到室外,覆盖任何有紧急报警需求的区域。

根据产品的功能和外观特性,一般情况下在室外露天区域(如广场、园区道路、公园、操场等)安装报警柱;在建筑物内外部(门口、楼道、室内)安装报警盒或报警箱,报警箱有相对更高的防暴和防尘防水等级,可根据实际场景和安防等级要求来选择。

紧急报警设备的功能特性如下:

ØØ接警能力

紧急报警设备满足了应急接警的需求,在警力不变的情况下为社会提供更快捷、更有效的服务,并有效的震慑犯罪份子、安定民心,为社会的稳定起到积极的作用。

ØØ监控能力

设备集成130W高清彩色摄像头,采用了H.264的视频压缩标准,摄像头支持低照度,提供紧急报警的同时支持日夜监控。

ØØ语音能力

设备内置30W全频段优质扬声器和拾音器,采用了防破音技术,提供了优质的对讲、广播和监听功能。

ØØ防暴、防尘、防水能力

紧急报警设备一般情况下安装在室外或容易受侵犯破坏的区域,报警箱和报警柱具有IK10防暴等级及IP65防尘防水等级,能很好地应对恶劣环境。

ØØ双网口

设备具有双网口设计,可同时接入多个监控中心,例如在接入本地监控中心的情况下还可以进行公安110联网,实现警情迅速传递,及时出警,全面监控。

设备多中心接入的组网图如下图所示:

紧急报警设备多中心接入组网图

ØØ空间冗余设计

报警柱设备空间做了冗余设计,可以在柱体里面放置、警棍、医疗箱、手电筒等设备,满足突发事件应急的需求。

四.2.2.2传输网络

紧急报警设备通过有线网络或者3G/4G等通讯方式,将警情传输到本地监控中心和外部接警中心。

对于有条件部署专线网络的区域,可通过专线网路将一键式报警设备直接接入监控中心;对于部分无法部署专线的区域,可通过无线网络将一键式报警设备通过海康威视Ehome协议接入监控中心。

四.2.2.3中心管理平台

四.2.2.3.1学校端管理平台

学校端管理平台是整个报警管理系统的核心部分,是实现整个系统功能的控制中心,主要实现的功能有报警处理、报警的联动等。

控制系统主要依托于海康威视学校综合安防管理平台iVMS-9600,来实现报警联动的配置、管理和控制。

四.2.2.3.2接处警管理平台

学校通过在操场、运动场等公共区域部署加挂球机的一键报警柱,在教学楼

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