智慧高校整体解决方案.docx
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智慧高校整体解决方案
XX智慧高校解决方案
第1章.公司简介
第2章.系统概述
2.1项目背景
视频监控系统一直是校园安全保障系统的重要组成之一，随着科学技术和互联网技术的飞速发展，信息化、智能化、移动化等最新科技成果逐渐应用到了视频监控系统中，衍生出许多高效、智能的监控方案，使得校园安保工作变得更加全面、快捷。
同时，由于各种校园安全事件经常发生，学校和社会对建立完善而先进的校园安防体系的要求也越来越急迫。
因此，建立一套完善的解决方案，将最新的视频监控技术应用到校园的安全保障中来具有十分重要的意义。
通过“人防、物防、技防”的有效结合，全方位保护学校师生的人身财产安全。
2.2系统建设目标
为预防、震慑犯罪，减少财产损失，保障师生员工的人身安全，完善大学校园安全防范体系、提高校园整体防控能力，创建一个文明、安全、和谐、美丽的校园环境，建设大学园区视频监控、出入口抓拍、防盗报警、可视报警、办公自动化等安全防范综合业务管理于一体的安防综合业务管理系统迫在眉睫。
2.3系统设计原则
为了达到国内领先的目标，大学校园安全视频监控系统的建设应该充分考虑系统的合理性、先进性、实用性、可靠性、稳定性和可扩展性的原则。
2.3.1合理性原则
为了保证整个系统从设备配置到系统构成的合理性，系统建设需根据本单位的实际状况和教育厅校园安全视频网络监控系统工程的具体要求，充分满足用户在使用中的各项功能要求。
为了保证系统的应用，本系统提供开放的软件接口，接受SDK封装接入，兼容其他品牌设备的SDK按照一定标准再次封装，消除产品质量差异性，稳定、高效地接入到系统平台中。
2.3.2先进性原则
当前，计算机及通信技术高速发展，使得系统的设计不但要考虑充分利用当前的最新技术，而且还必须考虑随着技术的进一步发展，能在系统中不断溶入新技术，使系统始终充满活力，始终保持一定的先进性。
在系统的建设中，选用国际、国内一线品牌的视频监控设备和系统，从而既保持传统监控系统图像质量高的特点，同时能够彻底解决监控系统数字化、网络化过程中的瓶颈问题；实现区内先进水平的目标。
该系统的设计采用数字视频方式，前端数字摄像机通过IP端口直接与交换机连接，通过光纤网络传输到学校监控中心，监控中心对所有图像进行集中管理，这一技术路线保证了系统具有良好的清晰度、较少的服务器资源占用、完全实时、一流的网络功能等诸多特点，采用了先进的数字图像技术，为系统扩展应用打好基础，系统建成后符合数字化发展的趋势，具备科技的先进性。
2.3.3实用性原则
此系统的建设应以实用性为基本原则。
系统功能必须满足监、控、存、查、管、用的基本要求，硬件和软件平台界面友好、易学易用、使用方便、图像清晰；采用统一的系统标准和通信协议，使整个系统中各个子系统间能互联互控，充分发挥整个系统的功能。
2.3.4可靠性原则
在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间（MTBF）。
系统建设的关键，需要保证治安防控系统安全、正确地完成相应功能，从而保证系统的完整性、正确性和可恢复性。
系统的不稳定因素要从硬件、软件系统协同运行中给予充分的防止。
如有发生也应做到可即时地恢复。
所有产品均具有正式的出厂合格证明和权威机构的质量认证。
本系统的规模无论在网络、系统平台，还是在系统应用方面都具有相当的规模，系统的运行可靠性是主要性能之一。
系统的可靠性主要表现在以下几个方面：
●前端摄像系统的可靠性
●信号传输系统的可靠性
●后台显示系统的可靠性
●视频存储系统的可靠性
●视频管理服务器的可靠性
●网络系统的可靠性
●软件系统的可靠性
系统在设计上采用以下容错办法：
●后备电源系统
●主要设备的备品、备件
●RAID5容错机制
●硬盘MTBF≥10万小时
2.3.5安全保密性原则
整个信息系统安全的问题，是系统建设中一个优先考虑的关键，所以整个系统数据要充分安全，要严格实行操作按级管理，对关键数据实施特殊保护，各种操作要做好记录，便于查找。
图像传输网络的建设需符合公安部的有关规定，充分考虑网络的安全性和保密性。
由于本系统涉及到公共场所的日常实时监控、数据传输量大及使用人员多，故安全性和保密性就显得十分突出和重要。
在考虑系统的安全性和保密性时，除应考虑各种外界干扰外，还需在各个环节提供安全、保密措施。
系统的安全性和保密性可从以下方面加以保证。
网络的安全性
数字图像网络利用新建校园链路建设专属的数据专网，因此不允许与其他非内部专网进行物理链接。
软件系统的安全性
操作系统级的安全规范必须满足国际C2级标准，可以保证不被身份不明的黑客所攻击。
数据库的超级用户帐号即密码由服务器的系统管理员设定，数据库的一般用户帐号和权限由数据库超级用户（数据库管理员）设定。
系统维护人员可随时方便地对数据进行备份和恢复。
应用程序级的安全性
所有的操作人员进入系统前均应登录自己的帐号和密码，并通过权限管理服务器认证，核对准确后方可进入系统。
所有的操作人员均应规定相应的级别及权限，任何越权的操作必须被拒绝。
所有的操作、错误均应有日志记录，并可以根据工号或操作查询。
除了用户管理的基本资料外，工作人员不得对用户的其它资料和数据进行更改和操作，除非有用户指定授权人的授权。
2.4系统设计依据
系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。
本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：
●各部委下发的通知文件：
《高等院校安全防范工程技术规范》
●城市联网监控报警系统设计方面：
♦《城市监控报警联网系统技术标准》（GA/T669-2008）
♦《跨区域视频监控联网共享技术规范》DB33/T629-2007
●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）
♦《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》（GB/T50311-2000）
●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）
●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）
●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3章.系统需求分析
3.1系统整合需求
学校的监控系统往往不是一次性完成建设的，随着设备的老旧和技术的更新，大多数学校会在一段时间后更换一部分设备，因此，需要一部分既存的设备和一部分新增的设备能够无缝衔接，形成一个统一的监控系统。
有时出于成本的考虑，如何最大程度的利用既有资源，也是一个重要的问题。
另一方面，由于学校的扩张，新建校区或分校的监控系统需要与老校区进行有效的整合，实现统一管理、分级授权，以便于日常安保工作的有序进行以及应急事件的高效处理。
同时，学校监控系统包括了视频监控系统、安防报警系统、车辆管理系统、门禁系统等多个子系统，将这些子系统结合起来在一个统一的平台上管理，可以大大提高监管效率和应急处理能力。
3.2人员管理需求
高校环境相对开放，人员进出校园的监控目前主要依赖于人工，无法形成一套行之有效的，集事前、事中和事后的人员管理措施，对高校教职人员以及学生的人身安全来讲是一个威胁，这也对高校校园监控系统的建设提出了要求。
3.3车辆管理需求
高校尤其是一些在市中心的高校，随着学校自身以及城市的建设，已经同城市融为一体，许多学校的设施也相对开放的提供给广大市民使用，特别是车位相对紧张的情况下，一些高校便成为校外市民停车的方便场所。
然而，由于高校车辆管理相对薄弱，对于校内违规行驶和违停的车辆缺乏行之有效的监控机制，往往依赖于人工，处理不及时，给学校教学环境带来很大的负面影响，同时也危害了校内人员的安全。
3.4设备维护需求
目前高校现有的监控系统和设备存在维护的问题。
校园重点区域监控前端设备往往缺乏必要的日常维护，导致损毁严重，遇到紧急事态无法进行视频录像的查看，导致事后处理突发事件缺乏依据。
另外设备维护过程中也往往缺少相应的监督机制，导致高校监控设备维护责任不明确。
如何发现前端设备的问题，并随时报修，并对维修过程进行有效的监督，也是高校视频监控建设过程中亟待解决的重要问题。
3.5应急指挥调度需求
近年来高校人身伤害事件频发，如何进行全局资源的调度整合，快速处理此类突发事件，争取更多的主动性，尽可能的降低事件的影响，也成为高校校园监控需要解决的问题。
根据技术规格的要求，工程建设有以下几个要求：
1）新建校园视频专用光纤链路
2）建设监控中心监控网络互联互通
3）系统总体结构具有较强兼容性和可扩展性，既便于系统的充实、完善、改进和提高，又便于设备的更新、换代；系统的软硬件应具有扩充升级的余地，不可因软硬件扩充、升级或改型而使原有系统失去作用
4）管理人员应能够更方便的获取到全面的监控信息并发布指挥信息，即使不在监控中心也能实时查看监控状态，及时掌握事件情况并作出指示。
5）未来技术的平滑升级
第4章.系统总体设计
4.1概述
在项目中，充分考虑到视频监控联网项目的系统需求，提出了一套完整的高可用性解决方案。
本解决方案主要分为前端系统方案、监控中心、存储方案和监控中心平台四大部分，其中视频监控联网平台是本项目的核心系统。
4.2系统整体结构拓扑
系统整体结构拓扑图
校园监控系统基于学校现有网络和新增网络建设实现纯网络化数字架构。
系统建设采用全高清摄像头，提供高质量图像。
前端监控点视频信号通过IP摄像机直接与网络交换机连接，通过网络与监控中心服务器连接，服务器通过网络为各个授权用户提供图像信息，实现真正意义上的数字化视频传输系统。
系统存储采用后端集中存储模式，提高系统视频图像的管理性、预览实时性、控制灵敏性等功能。
整个平安校园监控系统主要由高清摄像机、报警、门禁、卡口、集中存储设备以及平台管理软件组成。
为了使监控系统更加稳定和方便管理，我们将多个监控子系统合成一套监控系统，由统一的服务器来管理。
监控中心保卫处可以对所有图像进行实时浏览、云镜控制、录像查询和回放、录像资料下载。
各个分控中心只有实时监控本区域图像的权限。
在网络上的任何一台计算机只需经管理员授权登陆服务器完成对网络中各监控点的控制及浏览（分控中心或客户端），与传统监控相比具有明显的优势，不需重新布线，且前端监控点扩展方便，只要有网络的地方均可设置监控点。
4.3安防子系统组成
监控系统包括视频监控系统、报警系统、校园卡口系统、校园门禁系统、校园巡更系统、语音对讲系统等各个部分组成。
学校总监控中心可通过网络将有关视频信号上传到市教委或市公安局监控中心，一旦出现突发状况，可实现多部门协同工作。
同时，采用可视化教学与安防监控中心隔离，可以有效的保证师生的隐私。
第5章.系统详细设计
视频监控是安全防范体系的核心，可有效对各区域实行实时监控。
整个视频监控系统的重点在于对校园建筑群区域、校园公共区域以及校园周界的监控。
同时最大程度的整合校园安防系统的各子系统，使各种设备能够在一个平台上集中查询信息和管理。
本项目建设主要为了进一步加强学校的治安综合防控体系建设，保障广大师生员工的生命财产安全，维护学校的安全稳定；将各类可防性案件予以有效控制，保障教学、科研、生活等各项活动的顺利进行。
5.1视频监控系统
视频监控子系统是整个校园安全防范系统建设的基础。
前端监控点设备的选择直接关系到整个系统的效果，直接影响后续用户的使用。
监控点图像接入校园信息专网，校园总控中心进行24小时实时监控，由中心机房进行24小时实时监控和集中存储，全面掌控校园治安动态，并保证在突发事件发生时，各保安部门能够调用现场实时图像信息进行指挥和调度。
5.1.1前端监控点设计
5.1.1.1监控点位分析
摄像机的选型、选址与安装除应符合GB50348、GB50395的相关要求，同时还应符合以下要求：
1）公共区域（含正门外、体育场馆、制高点）不应出现监控盲区，在面积较大的公共区域宜安装具有转动和变焦放大功能的摄像机或多台摄像机，通过监视屏应能辨别监视范围内的人员活动情况；
2）财务室、重点实验室、试卷室、危险品储藏室等室内重要部位安装的摄像机，应能清晰辨别显示区域内人员的体貌特征和活动情况，其中安装在危险品储藏室的摄像机还应符合相关规定要求。
涉及机密场所的监控图像按相应保密等级管理；
3）食堂膳食厅、计算机教室等场所安装的摄像机，应能清晰显示区域内人员的活动情况；
4）安装于主要通道（含前厅大堂、楼梯口）的摄像机，其监控范围应覆盖主要通道的道口，监控图像应能清晰显示进出道口人员的体貌特征；
5）机动车出入口、停车场（库）出入口及其他与外界相通的出入口应选用低照度带强光抑制功能的彩色固定摄像机和自动光圈镜头，应能清楚的辨别出入人员的面部特征及机动车牌号；
6）电梯厅安装的摄像机，其监控范围应能覆盖整个电梯厅，不应有盲区，监控图像应能清晰显示电梯厅内人员的活动情况和体貌特征；当楼梯口与电梯厅处在同一区域且通过同一个进出口时，可通过电梯厅安装的摄像机实施统一监控；电梯轿厢内的摄像机，应安装在电梯厢门的左上方或右上方，其监控图像应叠加楼层显示，视频信号应该采取防干扰措施；
7）在满足监视目标现场范围的情况下，摄像机安装高度要求：
室内离地不宜低于2.5m，室外离地不低于3.5m；摄像机安装角度宜减小监控图像俯视程度；室外摄像机如采用立杆安装，立杆的强度和稳定度应满足摄像机的使用及安装场所设备所需的防护等级的要求；
8）摄像机的安装宜避免或减少逆光对监控图像的影响；摄像机的最低照度应与环境相协调，彩色摄像机的最低照度指标宜大于监控目标区域的最低照度的10倍，黑白摄像机的最低照度指标宜大于监控目标区域的最低照度的100倍。
在环境照度较低区域宜采用低照度摄像机或采用补光措施，增设辅助照明后，监控目标区域的最低照度宜高于5lx，但最低不低于3lx；如环境不宜采用补光措施时，可选用红外摄像机；环境照度变化大的区域宜采用宽动态摄像机。
5.1.1.2设备选型
根据监控区域的不同，选择高清红外半球摄像机和高清红外枪型摄像机对固定区域进行监视，采用高清红外球型摄像机对大范围区域进行巡视和重点监控。
（1）、学校大门口人流复杂，而且校大门周边也常有部分社会不良青年聚集学校门口滋事。
在大学校园网络视频监控系统设计中，学校门口安装红外高清球形摄像机，对出入口附近的人员、车辆活动情况进行监控。
当出现纠纷以及事故，可远程控制球机对局部区域进行重点监控，事后通过视频录像进行取证；校区出入口\空旷区域采用高清红外球型摄像机和高清红外枪型摄像机配合使用。
（2）、在学校校园围墙周界设立监控点，安装高清红外枪型摄像机。
（3）、行政楼、教学楼、宿舍出入口安装高清红外半球摄像机,主要通道走廊安装高清红外枪型摄像机。
（4）校园道路、十字路口、丁字路口人员、车流量大，也是平安校园监控的重点区域、安装高清红外球型摄像机。
前端设备其主要完成的功能是将所监控区域的图像信号的采集工作，将采集到的数字信号通过网络传输到监控中心。
前端设备包含摄像机、镜头、云台及其他配套的接线箱、电源转换器等周边设备。
5.1.1.3监控巡考融合
系统在设计之时，充分利用所建视频系统资源，对于作为考点的学校，在进行平安校园视频监控系统建设过程中，只需要针对每个考场（即每间教室）安装一个摄像头和一个拾音器，拾音器可直接使用前端摄像机资源；此外对于学校保密室、保密室到考场的通道上都需相应安装摄像，考研或四六级等考试试卷的抵达、存放、开封及发放等都处于严密的监控之下。
尽可能杜绝中途泄密的情况发生。
系统建成之后，平时作为校园安保监控，有考试期间作为巡考系统，比如考研监控、平常各类考试监控、日常教学监控。
5.1.1.4监控点位布置
具体监控点位布置如下表所示：
序号
监控区域
具体安装位置
摄像机类型
数量
高清半球
高清枪机
标清枪机
高清球机
1
2
3
合计
5.1.2存储设计
5.1.2.1概述
校园监控存储系统旨在建设一个可行的、先进的、成熟的、高可靠、高可用、易维护、高安全、高开放、高性能、灵活可扩展、易管理的存储平台，保证各监控应用系统高质量地提供连续稳定不间断的服务。
在校园监控存储系统项目的建设中，作为核心基础设施的存储系统，应当达到以下主要目标：
（1）要求在连续写环境下实现随机读的快速处理；
（2）存储系统要求可靠性高,稳定性强,支持7*24小时不间断工作；
（3）采用高性能高可靠性成熟的存储架构，同时满足视频数据存储空间需求；
（4）系统方案设计适用于多台主机和存储系统连接,并且确保无单点故障；
（5）系统可管理性强，管理方式简单，易操作，系统具有自动恢复功能,在断电后能够迅速重新启动；
（6）实现监控中心核心业务的连续可用性和数据保护以及设备级的快速灾难恢复；
（7）数据实现统一管理，针对重要的视频数据可进行快速备份恢复及数据归档和迁移管理；
（8）支持在海量视频数据中的在线快速读取所需视频录像；
寻求性价比最佳的存储产品，降低总实施成本；
5.1.2.2设计原则
视频监控的存储将采用集中存储备份的方式进行，前端摄像点采用网络摄像机系列，但不能进行全天24小时长时间存储，因此编码后的数据在本系统中采用集中存储的方式。
监控中心集中了前端所有的图像网络信号，要求7×24小时，30天实时存储数据。
网络球机和网络摄像机最好要求1080p。
本存储方案是为大学监控的需求而量身设计，方案中充分的考虑了计算系统对于存储系统高可靠、高性能、高可扩展性、易管理等多方面的需求，以确保方案的可行性、可操作性、可维护性以及未来的可扩展性。
由于计算存储系统中数据的产生、访问、分布上必定对存储系统的可靠性、可用性、高扩展性及可管理性上具有很高的要求。
因此，即将建设的存储系统应遵循以下原则：
（1）可用性原则
为了保证用户各监控应用系统高质量地提供连续稳定不间断的服务，因此其高可用性是本方案设计的基础之一，应综合考虑存储系统的7ｘ24高可访问性、避免整个系统无单点故障以及系统负载均衡等。
（2）扩展性原则
结合实际情况，存储系统必须有强大的扩展性来满足其发展的要求，能够根据视频监控点的增加，扩展容量。
容量的扩展不影响现有的系统架构和业务应用。
（3）高可靠性和稳定性原则
作为所有的视频监控数据集中存储系统，必然要求系统支持高可靠性和稳定性。
因此所选用关键设备具备可靠性保护能力、容错能力、故障恢复能力。
所采用的存储架构必须经过多年的市场和用户考验。
（4）可维护性原则
为了有效、快捷的管理与维护，高校监控存储系统必须满足如下：
系统易于维护；系统应能够通过远程对设备进行管理和维护，包括实时监控、远程重起等；系统易于分析和测试、易于发现和定位故障，并通过相应的机制保证故障的隔离。
（5）开放性和兼容性原则
后期的功能扩展要求存储系统必须要求有好的开放性以及兼容性，以满足系统之间的互连、互操作等要求；同时提供如标准的API接口等；并按照国内外相关的技术标准与规范。
（6）安全性原则
高校监控作为治安管理监控的重要组成部分，其系统应保证系统的安全性；同时系统应具有基本的访病毒能力、防DoS攻击能力、具有安全报警能力。
（7）可管理性原则
高校监控存储系统的核心是数据存储，所以存储设备的数据分类和管理功能十分重要。
为了提高系统管理的效率、管理的安全性，存储系统必须有便于使用的存储管理工具，提供多种管理界面，如LED、WEB、RS232、中文图形化界面及CLI等多种方式；同时提供多样的预警、报警方式。
5.1.2.3设备选型
存储产品类型丰富多样，可以适用不同的存储场合，根据项目的规模和预算，选择合适的存储组合。
可以在总控中心和分控中心部署NVR（网络硬盘录像机，可接入IPC等网络摄像机）、DVR（数字硬盘录像机，可接入模拟摄像机）、HCVR（可接入HDCVI摄像机）以及混合式DVR（可同时接入网络摄像机和模拟摄像机）存储编码视频。
总控中心还可以采用ESS磁盘阵列实现IPSAN集中存储，更具安全性和高性能。
5.1.2.4存储需求计算
录制分辨率可选择CIF（PAL制式下为352*288）、D1（PAL制式下为704*576）、高清（1280*720）、全高清（1920*1080）或4K（4096*2160）等等。
录像时间可以选择24小时不间断录像或事件触发录像等方式，录像系统能实现手动、自动、按时间表录像的功能，具有满存储自动删除旧录像的功能。
存储空间根据选择的分辨率进行计算（采用H.264编码时）：
Ø全高清1080p时，码流设置为4Mbps，每路每小时的录像文件约1.8G；
Ø高清720p时，码流设置为1.5Mbps，每路每小时的录像文件约675M；
Ø如果采用CIF分辨率录像时，码流设置为512Kbps，每路每小时的录像文件约230M。
一般按照监控点录像文件的保存应不少于15天。
根据存储量的需求来确定需要的硬盘数量。
结合路数及总码流大小以及存储设备的接入性能，确定设备的数量。
根据实际情况计算数据。
5.1.3监控中心和分控中心
5.1.3.1监控中心
在校园监控中心建立一套社会治安视频监控系统数字视频监控管理平台，能够对整个系统进行监控、管理、存储、登录认证、图像分发等，实现了大规模的视频监控，保证系统稳定和可靠。
校园监控中心建设包括装修、机房建设、软硬件设备安装等。
建设主要有以下内容：
1）增添系统服务器，建立一级数字视频共享平台：
符合数字视频共享平台技术要求，软件功能包括：
监控设备管理，电子地图管理，抓拍管理，轮巡管理，巡航管理，设备控制，多画面显示，报警联动，音频配置语音对讲，录像、存储策略，录像资料查询、回放，权限分配机制，B/S网络浏览功能
2）电视墙由采用M×N超窄边液晶拼接大屏。
3）监控中心设X席位监控平台，解码服务器、存储服务器若干台。
4）增添存储系统，对7×24小时实时图像监控进行录像存储。
保存天数30天。
5）建议配置一台20KVAUPS电源：
8小时后备时间，纯在线式，使中心数字平台服务器设备能稳定可靠运行。
Ø显示系统结构示意图
Ø系统图示
5.1.3.2分控中心
分控室设立校区门卫值班室，值班人员通过分控主机可以调阅授权范围内的视频图像的监控功能，一定的操作权限，可通过网络和主控室平
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