X监狱弱电系统设计方案.docx
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X监狱弱电系统设计方案
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X单位视音频监控系统
设
计
方
案
第一章概述5
一、概述5
二、项目概况5
三、需求分析5
第二章整体系统方案构思6
一、总体方案构思6
二、总体方案构思拓扑图6
三、综合布线建设构思7
1、综合布线系统示意图7
2、工作区子系统8
3、水平子系统9
4、干线（垂直）子系统9
5、设备间子系统10
6、管理子系统10
7、建筑群子系统10
四、视音频集中管理监控建设构思11
1、视频音频监控系统构思拓扑图11
2、为什么要采用百万高清网络摄像机11
3、视音监控建设构思13
第三章方案设计16
一、设计依据16
二、设计原则17
1、先进性与适用性17
2、经济性与实用性17
3、可靠性与安全性17
4、开放性17
5、可扩充性18
6、追求最优化的系统设备配置18
7、保留足够的扩展容量18
8、提高监管力度与综合管理水平18
三、综合布线设计18
1、设备选型及带宽设计19
2、工作区子系统设计20
3、水平区子系统设计22
4、管理区子系统设计24
5、设备间子系统设计26
6、建筑群子系统设计27
四、网络设备方案设计27
1、网络设备选型28
2、网络拓扑结构图28
3、核心层交换机设计应用28
4、汇聚层交换机设计应用32
5、接入层交换机设计应用33
6、采用交换机设备主要参数38
五、视音频监控系统方案设计43
1、视音频监控系统设备选型44
2、前端百万高清摄像机AMB8910布置44
3、传输系统设计47
4、控制管理与存储系统设计47
5、大屏显示系统设计52
6、监控中心设计59
7、采用设备主要技术参数61
8、IP对讲报警系统设计65
六、系统的功能68
1、高度集成68
2、网络传输68
3、设备管理服务功能：
68
4、多级权限管理功能68
5、日志管理功能69
6、数据资源管理69
7、流媒体服务功能70
8、存储服务功能70
9、报警服务功能71
10、对讲功能72
11、显示功能72
12、电子地图快速导航72
13、分控73
二、日志报表73
第四章其它相关74
一、监控中心装修建议74
二、监控中心的接地建议77
三、监控中心的防雷建议78
第一章概述
一、概述
X单位是强制管理违法犯罪人员的场所，在管理上不但要保障社会的安全，也要保障狱警人员的安全、在押人员的安全；同时，X单位是实现社会治安综合治理的最重要环节之一，X单位发生的任何闪失，都会给X单位外的社会治安带来巨大的压力，甚至严重的后果，采用高科技手段加强防范是当务之急。
对X单位各处进行日常行为及特殊情况下的监控，是X单位不可缺少的职责。
在高新技术数字化发展的今天，“多媒体、数字化、全高清”是X单位系统对视监控系统的新要求，也是充分发挥监控系统的作用，实现“向科技要警力”的途径，为X单位的管理工作提供更有效的管理手段，大大减轻监管人员的压力，提高管理的效率和质量。
二、项目概况
X单位为了充分利用科技发展技术，提高科技管理手段，现需对X单位进行视频监控系统的建设。
X单位建设共分为厂房区5幢楼，每个幢有六层结构，属于二门分管片区；监舍区共18幢，其中有一幢为医院，为四层结构，其它为6层结构。
根据分布情况，要以中心楼为监控中心，建设具有现代化先进技术的视音频监控系统。
厂房区计划每层需约布置视音频监控点30个，IP对讲报警点8个，X单位宿舍每层约10间，每间需要一个监控点、一个IP对讲报警点、一个备用点的网络接入。
三、需求分析
根据上述情况，对X单位以中心楼为监控中心，建设视音频系统集中监控管理平台，现对于上述需求进行分析。
由于大楼的分布较散，进行视音频监控系统的建设，必需先建设好各楼之间的传输链路。
各大楼之间的链路要从总楼办公处接入，向下连接到分成二路光纤链路，一路至二门区，另一路至教学楼区。
X单位区的5幢厂区链路要从二门区接入，X单位区的18幢宿舍楼区要从教学楼区接入。
根据情况，建设时需要先从总楼敷设光纤到二门区及教学楼区，然后厂房区5幢楼从二门区各布设一路光纤到厂房区各楼，宿舍区18幢楼各从教学楼敷设一条光缆接入。
在有好的建筑群链路后，接下来再进行视音频系统的建设。
由于X单位是一个特殊的地方，不只是对于视频要求清晰，更需对相对重要的地方进行声音叠加建设。
因而对于整个系统而言，各幢楼在这么远的距离向中心楼传输视音频信号，其安全性、技术性、稳定性要求都非常高。
通过分析，本次项目主要内容有如下几点：
1.各幢楼综合布线系统
2.网络建设系统
3.集中视音频监控系统
4.IP对讲报警系统
5.监控中心建设
第二章整体系统方案构思
一、总体方案构思
由于网络技术，计算机应技术等数字技术应用，推动了安防行业飞速发展，而安防业高新技术应用给使用方带来了全新的概念。
各行业对于监控系统需求已不只是停留在“看得见”这个概念，而是提出了更高的要求，不但只是要“看得见”，且还要“看得清”。
百万相素高清数字网络摄像机应用正好解决了以往模拟监控系统看得见而看不清尴尬处境。
由于X单位是一个特殊场所，对于监控系统的要求比其它的地方应用要求更高。
正是因为这样，本方案设计思路将采用百万相素高清数字网络摄像机进行前端布置，后端采用DVR分散式存储双格式备份录像。
在传输链路上，本方案设计思路将以光纤链路为主干连接到每幢大楼，对每幢楼内进行综合布线布置，主干上传采用千兆网络带宽设计，工作区子系统采用100M带宽上传。
二、总体方案构思拓扑图
三、综合布线建设构思
由于前端采用了百万高清网络摄像机，各楼里的视频网络信号传输到监控中心需要建设专用的视频传输网。
本次综合布线链路多，布线主干层次形成三级结构，分别是从主楼敷设主干光缆到二门片区与教学楼片区，再从二门处向厂房区敷设光缆接入各厂房大楼；同样，教学楼区以教学楼为中心，分别敷设光缆至X单位各幢宿舍楼。
安防网络与办公网络分别接入两组不同网络，可以把安防网络分成只能在内网访问，办公网络可以接入外网，形成内网与外网两组不同网络。
1、综合布线系统示意图
本布线系统中，考虑系统的稳定及布线要求，计划在厂房区、宿舍楼等各幢楼设置配线间（最好在每幢楼中心层），保证水平子系统至工作区距离少于90米。
下面将根据方案总体构思特点就视频网络建设进行描述。
本方案计划采用结构化综合布线系统（StructuredCablingSystems,缩写SCS），采用模块化设计和分层星型拓扑结构。
它能适应任何大楼或建筑物的布线系统。
其代表产品是建筑与建筑群综合布线系统（PDS）。
PDS一般采用模块化设计和物理分层星型拓扑结构，传输语音、数据、图像以及各控制信号。
综合布线系统是一个组合压接方式、模块化结构、星型布线，并且具有开放特征的布线系统。
它包括工作区子系统、水平子系统、管理子系统、垂直子系统、建筑群子系统等组成。
下面根据该项目实际需求对综合布线系统的各个子系统构思进行分析：
2、工作区子系统
工作区子系统是一个独立的需要放置终端的区域，在本项目中，工作区子系统就是百万高清摄像机接入系统，即一个工作区就是一个终端（可认为是一台摄像机）。
工作区系统由水平布线系统的信息插座延伸到工作站终端设备处的连接电缆及适配器组成。
本方案中由于分为厂房区与X单位宿舍区，厂房区5幢大楼都有6层，每层计划布设百万高清摄像机30台，IP报警点8个，办公网络点待定，由此得知厂房区5幢大楼工作区为1140个，X单位宿舍区共18幢，每层按10个监控信息点，10个IP报警信息点，网络办公信息待定，18幢楼共计工作区2160个，厂房区与X单位宿舍区大楼共计3300个左右工作区（不含办公网络）。
其中办公网络信息点与安防网络信息点分别接入不同的网络，如外网与内网之分。
3、水平子系统
水平子系统由工作区用的信息插座、配线设备至信息插座的配线电缆、楼层配线设备和跳线等组成。
本方案中由于采用的百万相素网络摄像机，传输视音频数量较大，为了增加链路的稳定性及可靠性，水平子系统计划采用了六类信息插座、配线电缆、跳线等。
水平线缆与信息出口的连接方式如下，本方案中采用了T568B方案连接：
4、干线（垂直）子系统
该子系统应由设备间的配线设备和跳线以及设备之间至各楼层配线间的连接电缆组成，选择干线电缆最短、最安全和最经济的路由，选择带门的封闭型通道敷设干线电缆，干电缆可采用点对点端接，也可采用分去递减端接以及电缆直接连接的方法。
如果设备间与计算机机房处于不同的地点，而且需要数据电缆多连接到计算机中心，则宜在设计中选取不同的干线电缆或干线电缆的不同部分来分别满足不同路由干线（垂直）子系统数据的需要。
本系统中由于计划每幢楼的第三层设置一个设备间，建筑群子系统光缆就已到每幢楼设备间，干线（垂直）子系统链路只是采用了六类跳线链接或用光纤跳线链接，减少插接层次，增加传输可靠性。
5、设备间子系统
设备间子系统是设置设备进行网络管理以及管理人员值班的场所，设备间子系统由综合布线系统的建筑物进行线设备、数据、计算机等各种主机设备及其保安配线设备等组成。
设备间内的所有进线终端应采用色标区别各类用途的配线区，设备间位置及大小根据设备的数量、规模，最佳网络中心等内容，综合考虑确定。
本方案中，所有数据最终汇聚在中心楼，中心设备放置在专用监控机房。
整个系统进行合理化结构布置，实行对设备统一管理。
6、管理子系统
管理子系统设备设置在每层配线设备的房间内，管理子系统由交接间的配线设备、输入/输出设备等组成，管理子系统也可应用于设备间子系统，管理子系统应采用单点管理双交接口，交接场的取决于工作区，综合布线系统规模和选用的硬件，在管理规模大、复杂、有二级交接间时，才放置双点管理双交接在管理点，根据应用环境用标记标入来标出各个端接场，对于交换间的配线设备宜采用色标区别种类用途的配线区。
并且在交接场之间应留出空间，以便容纳未来扩充的交接硬件。
在本系统中，管理子系统计划在每幢楼设置一个设备间来机柜、配线架及其它安装架进行对本幢楼的汇总，将每个到不同工作区子系统链路用不同标记进行分开。
数据为模块式配线架，通过交换机、连成一个局域网到设备间，水平线缆与垂直线缆用标准的跳线进行连接进行管理，全部集中在一个配线柜里，只放置一个交接间，不使用二级交接。
从整个网络结构布署来看,管理子系统是多级分层管理。
7、建筑群子系统
建筑群子系统由两个及两个以上建筑物的数据组成的一个建筑群综合布线系统，包括连接各建筑物之间的线缆和配线设备。
建筑群子系统宜采用地下管道敷设方式，管道内敷设的铜缆或光缆应遵循布线管道和入孔的各项设计规定。
此外安装时至少应预留1-2个备用管孔，以供扩充之用，建筑群子系统采用直接沟内敷设时，如果在同一沟埋入了其他的图像监控电缆，应设立明显的标识。
本方案中由于整个系统以中心楼为中心，主干光缆敷设到二门区及教学楼，再由二门区建设链路辐射到厂房区的5幢楼，由于这5幢楼建筑群之间相距较远，干线子系统传输链路产生的数据较大。
根据实际情况，本系统中干线子系统计划采用光缆进行链路敷设，以满足足够带宽需求。
同样，X单位宿舍区18幢楼以教学楼为中心组成链路，它们物理位置相对较远，汇聚数据量较大，计划从教学楼分别敷设光缆至X单位每幛宿舍楼，组成数据链路。
四、视音频集中管理监控建设构思
视音频监控系统是X单位建设安防系统的核心,配合前端拾音器及IP对讲报警实现，实行对现场监控、监听、对讲，求救、协助等服务。
1、视频音频监控系统构思拓扑图
X单位视音频监控系统分为多区域多层级管理，在结构上实行分区布置，统一管理配置、授权等，基本拓扑结构如下：
2、为什么要采用百万高清网络摄像机
1）百万高清是发展必然
安防业发展到今天，视频监控系统历经多次变革，已经全面步入数字化、网络化、高清化、智能化的阶段;现在主流渐渐倾向于向高清网络视频监控解决方案发展。
对于视频监控而言，图像清晰度无疑是最关键的特性。
图像越清晰，细节越明显，观看体验越好，智能分析等应用业务的准确度也越高。
所以图像清晰度是视频监控永恒的追求。
传统的前端模拟摄像机加网络视频编码设备的方式已经不能满足现在的各行业需求了。
这其中的主要因素有前端摄像机清晰度的限制，也有后端压缩设备的压缩分辨率难以继续在原有方案上得到较大的提升，许多终端用户也一直在寻找更清晰、更智能化、更简单化的视频监控系统解决方案。
因此高清化、数字化、网络化的摄像机开始逐步出现在视频监控领域的舞台上，它们所带来的视觉上的震撼效果在以前的视频监控系统中是不可想象的。
2）模拟视频与百万高清视频分析
Ø扫描
数字高清网络摄像机采用逐行扫描，每一帧图像均是由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成。
而模拟摄像机则采用隔行扫描，隔行扫描的行扫描频率为逐行扫描时的一半,隔行扫描会带来许多缺点，如会产生行间闪烁效应、出现并行现象及出现垂直边沿锯齿化现象等不良效应.隔行扫描会导致运动画面清晰度降低。
Ø色彩
数字高清网络摄像机的色彩可以做到比模拟摄像机更加逼真。
模拟信号传输过程中，亮色不能完全分离,亮度信号掺杂色彩信号，导致画面杂色斑点，而数字网络摄像机就不会。
Ø画质
彩色模拟摄像机采集垂直分辨率，PAL制式下625扫描线，去消隐后575线，目前最高达到540线左右已经是极限了，而数字高清网络摄像机可达800线以上，相差甚远，从分辨率上比较，模拟摄像机接如后端监控录像设备，分辨率最高为4CIF或D1，约40万像素，清晰度在300至500线之间，而网络摄像机的分辨率最低可达到1280x720的标准，约90万像素，常用的可以高达百万甚至千万像素是模数混合监控的两倍和更高倍数。
Ø布线
模拟摄像机如果集成了云镜控制与声音，那么在布线方面非常繁琐，视频线，音频线，电源线，控制线都是独立的，布线工作量大，并且布线成本高，而数字网络高清摄像机则可以将视频线，音频线，电源线，控制线4合为1，采用一根网线代替，布线简单，同时大大节省了布线成本。
Ø传输
模拟摄像机输出与传输的是模拟视频信号，它容易受到电磁干扰。
而数字网络高清摄像机，则采用数字信号传输，传输过程无干扰烦恼。
Ø 损伤
原本模拟摄像机的TVL与分辨率就比数字摄像机低很多，加上还要受隔行扫描，传输干扰，反复的A/D转换与D1画面合成反交错处理等影响，模拟摄像机视频的损伤接连了好几个一次又一次，导致模拟摄像机的视频监控录像最终到达人眼时基本已经是模糊不清了，而数字网络高清摄像机则几乎没损伤环节。
清晰度得到了保证。
3）百万高清摄像机优点
Ø一般百万像素高清网络摄像机相比传统模拟摄像机、普通网络摄像机具很多优势，为今后智能分析做基础。
Ø高清晰度，百万像素级的传感器，可以获得更多的视频信息；
Ø逐行扫描的CCD/CMOS可以让画面更清晰、自然流畅；方便集成智能分析功能；
Ø一个百万高清摄像机可以代替多个普通摄像机，节省线缆、安装、维护费用。
Ø扩展方便，有网络地方就可增加节点，不需要重复布线
3、视音监控建设构思
X单位相对其它行业来说是一个特别的场所，对监控清晰度要求更高，百万高清监控应用优势在安防行业的突显，正好为X单位安防系统管理与建设带来理想的选择。
1）前端布置构思
本次方案前端监控点较多，整个系统结构分为多层结构。
根据X单位的情况，前端监控点主要分布在厂房区及X单位宿舍区。
对于厂房区，每幢厂房共6层，每层前端约为30个监控点，分布于各厂区操作区等。
由于考虑到厂区的重要性、安全性，是人员集中劳作的地方，容易发生各种突发事件，为了及时的应对这些情况，本方案计划在每层建设一个分控监控中心，对各个环节进行跟踪监控，防范于未然。
对于X单位宿舍区，每层约10个房间，每个房间布置一个监控点。
由于每幢宿舍楼一层有一个管理值班室，为了让管理值班人员能够及时了解本楼的现场情况，计划在每幢楼值班室设置分控一个，给值班人员监控本楼情况，对本楼各层情况进行监控管理。
各种供电设备及安装都集中配线管理间放置交换设备、后备电源及其它设备。
前端百万高清摄像机主要安装过道、洗手间门外、楼梯、重要场所及重要房间，每层计划分布10支百万高清摄像机。
百万高清摄像机网络接入点由每幢楼的配线管理间由水平子系统链路到每个摄像机点工作区，用插接跳线与摄像机对接。
考虑到重要场所需要，还可根据现场情况进行拾音器与摄像机同步布置，在获取前端图像的同时，还可获取现场语音及环境声音情况。
而百万高清网络摄像机显现的优点是可同步接入音频设备，使得拾音器接入更方便，不需要像采用模拟摄像机那样需要布专用音频传输线路到后端。
拾音器实际情况将根据使用方提供数据及要求来增加。
2）传输构思
由于采用了百万高清网络摄像机，网络带宽是传输的重要指标。
本方案中，考虑X单位场所的重要性，对于网络传输进行了专用组网。
按前端每台百万高清摄像机传输3M码流计算，每幢楼共计70台，产生视频数据交换为210M。
而设计计划为每台摄像机接入带宽为100M，向上传输共用主干为1000M，远远超出了需求带宽，让每台摄像机在传输上都走上宽阔的高速公路，保证画面流畅。
3）储存构思
视音频监控系统的优点不仅仅是对现场情况进行实时监看，而更重要的对各种视音频进行储存回放，所以，在视音频监控中，储存是必不可少且又是很重要一项内容。
相对于采用模拟摄像机来说，百万高清网摄像机由于清晰度高，分辨率高，所以视频文件体积也会相对较大，存储空间需求也就较大。
在过去，磁盘不仅价格贵，而且容量小,难以满足高清长时间录象，而今天，不仅磁盘容量大,并且价格低廉了许多，已经可以满足高清长时间录象，并且将来磁盘容量还要继续增大，同时价格继续下降。
这些外在条件都非常有利高清监控的发展。
现在存储主要有分布式存储与IP网络集中式存储，IP网络集中存储是一种采用直接与网络介质相连的特殊设备实现数据存储的机制。
由于这些设备都分配有IP地址，所以客户机通过充当数据网关的服务器可以对其进行存取访问，甚至在某些情况下，不需要任何中间介质客户机也可以直接访问这些设备。
但是只适合应用在较小的网络或者局域网内，但当文件数据量大，很可能会出现当多台客户端并发访问文件系统时，IP集中存储的性能大大的下降，最终不能满足用户的需求。
还有，当内部网络发展到一定的规模时，IP集中存储设备的数据服务和数据管理形成了网络的双重负担，也就是说IP集中存储除了要处理正常的终端数据I/O请求外，还需要做备份和恢复等操作。
并且IP集中存储后期的扩容成本高，容易形成单点故障。
IP集中存储由于采用RAID容错备份技术，使得在作中多个硬盘不停的读写工作，又由于监控系统视频文件大，需要24小时不间断写入存储，这使得RAID技术中多个硬盘同时需要不停工作，容易造成多个硬盘同时损伤。
在本项目，由于前端的百万高清网络摄像机数量较多，考虑存储容量大，并发数大（1000多路同时），集中存储很难胜任。
计划采用DVR分布式存储，但是考虑X单位场所重要性，考虑到数据的备份，针对本次项目，设计了双编码存储技术，即正常采用高清录像存储，另在指定一块硬盘采用CIF分辩率进行备份存储，这样方式又节约了成本，又做到了双备，且在工作时只是两块硬盘同时写入，保护了其它硬盘休息时间。
4）显示系统构思
好的显示系统是一个视音频监控系统性能的重要体现。
根据本项目实际情况，前端摄像机共达到1000路之多，显示系统存在着一定的局限与压力。
为了很好的解决路数与显示的冲突，本项目中计划采用DID拼接墙显示系统，以达到高清大屏显示与路数冲突之间的矛盾。
采用DID大屏拼接，可设置多种灵活显示方式，当出现紧急情况，需要了解某个现场情况，即可通过多屏组成显示一个高清大画面，让画面现场细节显露无遗，体现视频监控真正的优势。
当平常无事情发生时，根据单个屏切换单个画面或把整个大屏分割成多个画面显示，形式多样组合灵活。
在有电子地图报警情况时，拼接大屏的优势更加突出。
当接收到报警信号时，监控平台会自动弹出报警相对应的监控现场情况，并由多块屏组合成大屏显示，使值班人员更直观了解细节。
5）IP对讲报警系统构思
X单位本来就是特殊场所，各种应急及突发事件常有发生，为了及时跟进现场，与监控系统配合使用，可对报警现场进行协助、指挥、告知等。
针对X单位的特点，主要是对厂房区及宿舍区进行IP对讲报警系统建设。
对于厂房区面积较大，空旷，计划在人员集中区及重要生产区进行安装IP对讲报警系统；在宿舍区，计划在每间房安装IP对讲报警系统。
6）网络建设构思
网络是传输及交换数据的主要设备，在建设上要充分考虑到百万高清监控的视频流数据大小，中心及主干设备、接入层设备都要根据流量要配置合适交换设备，并要留有扩展冗余。
同时由于前端各信息点多，在组网时要充分考虑IP地址的管理划分，VLN的划分管理，采用三层交换机进行交换路由。
考虑到办公网络与安防两网物理隔离并存组网方式，才能使整个系统更稳定可靠。
本方案中，网络组网结构为了三层次结构，计划在总楼做核心层，在二门区及教学楼区做汇聚层，在厂房区及宿舍区做接入层。
第三章方案设计
X单位实行视音频监控系统建设，最终目的是需要一套通过一个适合管理平台能够涵盖多种应用并最终达到垂直管理的安防系统。
为了进一步满足X单位实行视音频监控系统高标准要求，创造一个稳定、安全、快捷、高效的社会与生活环境，并根据X单位各种不同的需要，从项目的具体实际出发，做到配置合理，留有扩展余地，技术先进，性能价格比高，确保系统性能高质量，高可靠性。
本方案根据项目提供的相关文件，并根据项目的实际需求，参照有关国际标准和国家标准，并结合我公司从事过的多个项目所积累的经验，下面将详细编制描述这套技术方案。
一、设计依据
Ø《智能建筑设计标准》（GB／T50314—2000）
Ø《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）
Ø《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
Ø《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115）
Ø《安全检查防范系统通作图形符号》（GA/74-94）
Ø《消防联动控制设备通用技术条件》（GB16806—1997）
二、设计原则
本方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。
并综合考虑施工、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：
1、先进性与适用性
系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；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，适合X单位实行视音频监控系统的特点。
百万高清监控系统集国际上众多先进技术于一身，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。
同时系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。
2、经济性与实用性
充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户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。
3、可靠性与安全性
系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时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。
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