视频联网监控系统设计方案.docx
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视频联网监控系统设计方案
深圳市宝安区教育局
视频联网监控系统
方
案
设
计
二零零七年十一月
设计说明
随着学校教育的进一步发展，在现代化管理同步跟进的同时，学校要安全生产，管理上除了过硬的制度外，还必须注重硬件投入，用来实现较周密的现代化全方位管理。
教学评估系统在我国的大中城市及其它有条件的城市已经广泛推广。
它有利于我国教育体制的改革，是现代科技在教学领域内的又一应用，它使传统教学评估跃上了一个新的台阶，也是学校领导对所属班级进行科学化管理的一个有力工具，是实现教学现代化必不可少的手段。
总体说明：
1．建立一个以区教育局监控中心为核心，各学校监控中心为支点的区教育系统监控网络；涉及到学校教室监控、校园安全监控、饭堂饮食安全监控以及运动区安全监控等方面；实现中、高考网络巡考工作，教学水平评估，校园安全检查工作等。
2．因为各校目前拥有的监控设备不一致，或是有的学校根本不存在监控设备，需考虑到要整合原有的监控设备，如设备故障需更新；
3．其中校园安全监控，特别是校门口安全监控，需以就近的公安部门监控系统联网。
需求方析：
1．联网集中监控：
实现各个学校的视频图像通过教育城域网专线网络平台实现不受时间、距离限制的远程图像集中管理监控。
2．联网分级分组监控：
按领导级别和各学校名称进行授权分级分组管理，确保各学校、各校区的公共安全监控的自主权，没有经过区教育局总监控中心的授权、各学校监控管理人员不能随意调看查阅其它学校的视频图像。
3．远程网络检索、报警联动：
支持通过本地报警信号的输入，各校安全监控设备与就近公安部门联网，并在总监控中心远程视频监控报警管理系统中进行自动发送短信或自动拔值班人员手机号或公安系统110。
自动拔号也可进行人工干预，实现二级报警中心过滤，避免误报，提高报警的实效性，节省出警人力和财力。
远程监控中心可以实现远程联网报警联动输出，并上传图像到浏览显示主机或电视大屏幕。
4．远程求助对讲：
支持通过远程监控中心收到网络视频编码控制服务器在本地的求助报警信号后马上启动双向对讲或由远程监控中心主动挑选监控网点进行语音广播，随时和监控点进行面对面指导、沟通和交流。
5．在区教育局视频联网监控中心能对接入网络平台的所有学校进行网络监控，考试时监看各考场、试室情况，实现网上巡考。
学校监控中心可对任意一间教室进行监控、监听，便于考试管理及教育教学活动的管理。
6．对优秀教师课程的授课过程进行录制，同时可将此录像文件转换成标准的AVI文件，通过系统回放或其它播放工具播放对青年教师进行培养。
第一章 远程网络视频监控的需求分析
第一章、总体说明
1.1、项目名称
深圳市宝安区教育局视频联网监控系统工程。
1.2、项目功能与用途分析
1.2.1、将全区的学校联成一个网络，通过授权各级领导可通过跨VLAN的网络对任一教室的考试、学习情况进行监控。
1.2.2、管理人员对整个系统的管理可以在局域网内的任何一台计算机上或通过便携式笔记本电脑登录到校园网上或直接通过Internet进行监控，系统只需要验证用户名和密码。
1.2.3、管理人员可对任意一间教室进行监控、监听，便于做考试管理及教育教学活动的管理。
1.2.4、管理人员可对任意一间教室进行观摩课监看和录像。
1.2.5、监控中心可任意选择几个教室或全部教室进行图像轮巡监控。
1.2.6、管理人员可组织教师在校园网平台上不受时间、地点限制对某班上课情况进行听课，且不影响该班级正常上课。
1.2.7、可以通过校园网平台上的IE浏览器按区总监控中心授权对被监控教室进行监控管理。
1.2.8、考试时监看各考点教室的纪律情况。
1.2.9、正常教学时监看各教室早、晚自习纪律情况。
1.2.10、监控教师上课情况，了解教师的执教态度、特点为领导科学考评提供科学依据。
1.2.11、随时随地组织教师对某班进行听课。
1.2.12、对优秀教师课程的授课过程进行录制，同时可将此录像文件转换成标准的AVI文件，通过系统回放或其它播放工具播放对青年教师进行培养。
1.2.13、对校区公共安全进行监控管理，控制闲杂人员进行校区影响学校正常的教学秩序；对教室的公共财物和上课纪律进行监督管理。
1.3、需求分析
1.3.1、联网集中监控：
实现将各个教室的视频图像通过校园内部专线网络平台
实现不受时间、距离限制的远程图像集中管理监控。
1.3.2、联网分级监控：
确保各教室内及校区的公共安全，分清各班级的控制权
限，对教室按班级进行分级监控管理。
1.3.3、联网分组分级管理：
实现对重点区域领导者与管理分级管理，实现“傻
瓜式”的操作权限管理，学校领导只需输入用户名和密码登录即可实现
全面监控。
1.3.4、网点全中文显示：
实现远程视频监控中心和客户端软件中对各网点进行全中文名管理，符合中国人的视觉习惯。
1.3.5、远程网络检索：
学校治安保卫工作发生意外事件时，能够通过远程监控中心应用服务器录像系统进行取证或鉴别。
1.3.6、远程联网报警联动：
支持通过本地报警信号的输入，在远程监控中心可实现远程联网报警联动输出，并上传图像，可专门设置控制按钮来控制网络视频编码器所在的地的门禁开关及其它设备。
从而达到远程监控中心随时根据各个网点的险情及时开关本地的门禁主机电源及声光设备，实现安全管理控制。
1.3.8、远程报警拔号呼叫：
支持通过远程监控中心管理平台（对前端网络视频编码器）设置报警呼叫电话号码，一旦监控中心管理平台收到前端网络视频编码器上传的报警信息可自动联动已配置好的电话号码进行拔号呼叫，轻松实现呼叫值班人员或呼叫当地110，及时处理警情。
1.3.9、远程求助对讲：
支持通过远程监控中心收到前端网络视频编码器本地的求助报警信号后马上启动双向对讲，并通过专业设置的求助报警客户端主机来处理，同时求助报警主机会对求助报警信息排队，管理人员在与各网点对讲的同时可随时放大求助点的视频图像。
以便采取紧急措施排除险情。
1.4、建设目的
1.4.1、建立一套完善的安全防范体系，保证校区和教室考场的公共安全，杜绝考场舞弊行为或人为扰乱考场秩序。
1.4.2、基本建立安全预警系统，防范于未然，减少安全事故发生。
1.4.3、建立快速响应的安全防范体系，避免校区内或教室内的学生和财物遭受意外或损失时，尽量使意外或损失减至最低。
1.4.4、联网管理，便于不同功能区域采取不同的监控和防范及管理建立完善的安防历史事件档案，使事件具备可追溯性。
1.4.4、建立教学秩序与教学质量监督管理辅助系统，帮助学校领导及上级领导科学决策。
第二章远程网络视频监控系统技术方案
2.1、系统设计原则
根据系统的实际应用要求和有关国际/国家及行业标准，结合系统投资的长期效益考虑，对系统进行优化设计。
设计原则如下：
2.1.1、实用性：
重点考虑系统的实用性，注重系统的综合能力和总体性能。
2.1.2、稳定性、可靠性：
选用先进、成熟、可靠的硬件设备、操作系统软件、
应用软件、网络拓朴结构及先进、可靠的数据通信规约。
2.1.3、开放性：
考虑到系统投资的长期效益，设计与选型注重开放性，图像监
控系统中各产品符合国际标准以及有关国家标准和行业规约等，满足系统的可移
植性，使其他计算机网络用户便于浏览和查询。
2.1.4、先进性：
系统采用先进的图像压缩技术H.264和TCP/IP网络技术，代表
当今先进的技术水平，监控前端采用专业嵌入式网络视频编码器设备完成实时图
像处理，保证系统的稳定运行。
2.1.5、标准化：
系统按标准化设计，包括设备技术标准化、信息格式标准化、
系统开发标准化和数据传输规格标准化。
2.1.6、便于维护：
人机界面友好，中文界面，便于系统运行人员操作和管理员
维护。
2.1.7、安全性：
提供不同的几种用户类别，具有不同的浏览查询和操作权限。
2.1.8、经济性：
在满足以上要求的同时，使系统投资最少具有良好的性能价格
比。
2.2、系统设计思路
以最快捷、最合适的思路和方法完成基于网络的远程视频集中监控管理系统建设，目前局域网、广域网、以太网技术成熟，宽带信息网络或者将以太网络端口延伸到监控中心机房，除了提供高速的网络接入外，还能取代铜轴电缆图像传输线路，将实时图像监控纳入各种网络应用范围。
采用将各种摄像机连接到“网络视频编解码控制器”，通过网络环境将图像送到网络上的监控中心。
区教育局已经完成了校园局域网络的组建，这次远程视频集中监控管理系统是在这个网络的基础上建设。
实现跨网段的教育系统专业远程视频实现监控管理。
第三章远程联网视频集中监控系统设计
3.1、远程联网视频集中监控管理系统介绍
远程联网视频集中监控系统是在传统监控的基础上发展起来的，它功能强大、配置简单、使用方便灵活，完全采用了数字编码压缩技术和网络传输技术，能够充分实现远程监控，代表了目前远程监控系统的最高水平。
远程监控视频图像可以任意放大和缩小，直至放大到全屏监控画面，可以轮循显示，轮循时间间隔可以任意设定；可以采用摄像机自巡方式或者按照预置位设置进行巡航监控（需云台支持），支持树形结构、下拉菜单和电子地图等多种访问方式，支持录像功能。
完善的用户权限管理，可以分配每个用户对每个点单独的操作权限。
录像路径、网络带宽等参数可以任意设定。
远程网络视频集中监控管理系统以远程视频应用管理软件和目录管理软件为核心，结合网络视频编解码控制服务器，实现了基于网络的点对点、点对多点、多点对多点的远程实时现场监视、远程遥控以及录像、检索、报警等功能。
远程网络视频集中监控管理系统支持多人同时监控（或多监控中心）、跨区域分级监控，可以实现多达几千个监控点的超大规模监控系统，还拥有高质量的视频图像、强大的用户管理功能、系统的兼容性、方便的可扩展性等众多优点，代表了最先进的网络视频监控系统。
a、联网集中监控：
实现将各个监控视频网点的视频图像通过内部专线网络实现不受时间、距离限制的远程图像集中管理监控。
b、联网行政分级监控：
为了确保监控视频各网点的安全，分清各自的控制权限，对网点进行按部门归类监控管理，每个部门只能监控自己权限范围内的网点图像，提高了安全管理效率。
c、联网分组分级管理：
实现对重点区域领导者与管理分级管理，实现“傻瓜式”的操作权限管理，实现只需输入用户名和密码登录即可对任意网点的图像实现全面监控。
d、网点全中文显示：
实现远程视频监控中心和客户端软件中对各网点进行全中文名管理，符合中国人的视觉习惯。
e、远程网络检索：
保卫工作主要目的之一是在发生意外事件时，能够通过录像系统进行取证或鉴别，因此实现网络检索是非常重要的。
f、远程联网报警：
一旦有非正常情况发生，可以立即报警，远程监控中心能够通过声、光、电等形式获得该信息，并能通过上级监控中心的对讲系统对各网点进行语音警示。
g、远程联网报警联动：
支持通过本地报警信号的输入，在远程监控中心可实现远程联网报警联动输出，并上传图像，可专门设置控制按钮来控制网络视频编码器所在的地的门禁开关及其它设备。
从而达到远程监控中心随时根据各个网点的险情及时开关本地的门禁主机电源及声光设备，实现安全管理控制。
h、网络带宽占用小：
每路图像传输占用带宽150-300K左右，完全可以满足视频图像传输；
i、网络联动报警，组成立体安全保障：
通过专网对各监控视频网点进行远程报警联动，同时启动录像，保证在各监控视频网点不受本地人为因素影响，远程集中监控中心对现场情况了如指掌，以便采取紧急措施；
j、独立和互联的行政级别管理：
通过专网对各网点视频进行归类设置远程视频监控管理中心，对归类内的各网点视频进行监视与管理，总监控管理中心具有最高权限、二级监控中心其次、下级再其次，以此类推，从而保证了整个系统的网络结构清晰，层次分明，突出各视频监控管理中心的独立性和互联性；
k、先进的用户分级管理：
通过专网对各网点视频进行分布式集中监控与管理，通过各级远程视频监控管理中心对各网点领导者与管理者进行分组分级别设置，从而保证各级远程视频监控管理中心系统中用户权限管理的先进性和保密性；
l、无限制视频数量管理：
通过专网设置的各级远程视频监控管理中心，一台远程视频管理中心服务器软件可同时最多管理80路视频，可同时设置多个远程视频监控管理中心，只要带宽不受限制，理论上可以管理几百路上千路视频；
m、安全简单，一匙通用：
通过配置各级远程视频监控管理中心的授权功能，系统各级领导者和管理者通过专网，通过用户名与密码登录客户端软件即可对权限管理范围内的各网点视频进行监视与管理，整个操作简单、轻松、方便，充分满足即时即用的管理要求；
n、灵活组建电视墙，稳定实用：
通过专网在各级远程视频监控管理中心设置大屏幕电视墙视频管理输出，灵活方便的根据具体要求临时或固定组合各网点视频远程大屏幕电视墙输出显示管理，可以同时把各个网点的图像调到电视墙上显示监看；电视墙上一台电视机对应一个网络视频解码控制服务器，通过网络视频解码主机对图像进行切换显示，杜绝出现安全隐患。
o、远程报警拔号呼叫：
支持通过远程监控中心管理平台（对前端网络视频编码器）设置报警呼叫电话号码，一旦监控中心管理平台收到前端网络视频编码器上传的报警信息可自动联动已配置好的电话号码进行拔号呼叫，轻松实现呼叫值班人员或呼叫当地110，及时处理警情。
p、远程求助对讲：
支持通过远程监控中心收到前端网络视频编码器本地的求助报警信号后马上启动双向对讲，并通过专业设置的求助报警客户端主机来处理，同时求助报警主机会对求助报警信息排队，管理人员在与各网点对讲的同时可随时放大求助点的视频图像。
以便采取紧急措施排除险情。
q、扩容性和可升级性：
网络视频服务器远程视频监控系统的管理网点及视频数量不受限制，系统升级只需增加网络平台的带宽即可。
3.2、学校现有系统
目前有些学校已安装针对本校安全监控的数字硬盘录像系统，有些学校没有安装任何监控系统
3.3、远程联网视频集中监控管理系统规划
随着学校教育的进一步发展，在现代化管理同步跟进的同时，学校要安全生产，管理上除了过硬的制度外，还必须注重硬件投入，用来实现较周密的现代化全方位管理。
教学评估系统在我国的大中城市及其它有条件的城市已经广泛推广。
它有利于我国教育体制的改革，是现代科技在教学领域内的又一应用，它使传统教学评估跃上了一个新的台阶，也是学校领导对所属班级进行科学化管理的一个有力工具，是实现教学现代化必不可少的手段。
第一部分：
网上巡考
全区中考考场的学校基本上已有监控设备，部分公办非中考考场学校和民办学校未建有监控系统；是否考虑一期工程把公办学校（含中小学幼儿园）特别是中考考场学校还没有监控设备的学校都配备上监控系统，已有监控系统的学校可适当根据全区统一标准备进行升级，以达到全区中考网上巡考工作。
二期工程再考虑把民办学校的教室监控纳入到教室监控系统建设范围内。
一、系统结构拓朴图
二、系统特点
系统分类
远程视频集中监控管理系统
核心设备
网络视频编解码控制服务器（专业的联网监控、对讲及报警处理设备）
操作系统
RTOS（实时操作系统）
编码格式
H.264（图像网络传输最好的压缩算法）
平均无故障时间
MTBF≥三万个小时（满足工业使用标准，保证系统稳定）
系统软件
RTOS（实时操作系统软件）、IWV远程视频应用管理软件、IWV目录管理软件、IWV电视墙输出管理软件、IWV报警中心软件、IWV客户端软件
系统结构
系统结构简单、功能强大，层次清晰，稳定性好、维护成本很低
网络监控
以服务器模式管理，以客户端访问服务器模式浏览，可进行切换浏览，功能强大，可实现远程集中监控
网络访问模式
分布式访问，集中式管理
网络视频集中管理
有
网络行政分级管理
有（系统可按领导级别进行授权监看不同监控点的图像，保证一级监控点的文物古迹的安全）
网络用户分组、分权限管理
有（系统可按不同区域分组分权限监看，没有总控中心的授权，不能进行跨组跨权限监看其它区域图像）
网络视频传输质量
好
网络传输码流
低
一路视频占用带宽资源
低
网络传输图像质量与网络带宽的适应性
可调
网络视频管理路数
没有限制（支持整体系统视频监控点无限扩容）
网络远程报警联动发送短信或拔打电话
支持（针对现场报警情况系统随时拔打值班电话或给值班人员手机发送短信，呼叫值班人员处理警情。
尤其适用于夜晚，值班人员打瞌睡或临时离岗）
是否支持网络电视墙
支持硬解码和软解码两种方式
是否支持远程控制本地门禁
支持（出现紧急情况时，总监控中心可临时通过系统把出事点的门禁系统关闭，便于管理人员或公安人员侦破）
是否支持远程对讲
支持（出现紧急情况时，总监控中心可随时和监控点进行现场沟通或现场监控点出现紧急情况可随时呼叫总监控中心，把现场图像和声音通过IPSAN录像，随时备查）
是否支持主管领导IE直接监控
支持
是否支持录像回放时提供文件下载功能
支持（便于紧急情况下工作人员或公安部门直接下载录像文件）
是否支持其它播放工具播放
支持
是否支持电视墙上按报警等级显示报警图像
支持（监控视频点出现任何异常情况，监控点的图像会自动切换显示到大屏幕电视墙，方便值班人员马上进行处理）
三、设备清单
3.1、教室监控点设备
A、数字显示智能高速球
B、网络视频编码控制服务器
C、网线和视频线
D、控制线
E、交换机
F、电源
3.2、学校监控中心
A、远程视频应用/目录管理服务器（商业服务器和远程视频应用/目录服务管理软件组成，1台可管理80路Cif画质视频）
B、存储设备（可共用A中的商业服务器（带RAID功能））
C、远程视频客户端（电脑和客户端管理软件组成）
D、电视墙管理输出服务器（电脑和电视墙管理输出软件组成）
E、超5类网线
F、交换机
G、电源
3.3、区教育局总监控中心
A、远程视频应用管理服务器（商业服务器和远程视频应用服务管理软件组成，1台可管理80路Cif画质视频，可扩展多台）
B、远程视频目录管理服务器（电脑和远程视频目录服务管理软件组成）
C、远程视频客户端（普通电脑和客户端管理软件组成）
D、网络视频解码控制服务器
E、电视墙管理输出服务器（普通电脑和电视墙管理输出软件组成）
F、超5类网线
G、交换机
H、电源
四、网络平台
4.1、教室监控点到学校监控中心：
用学校内部局域网备用光纤进行视频传输。
4.2、学校监控中心到区教育局总监控中心：
可直接接入教育城域网或是采用教育城域网中备用光纤进行视频传输。
第二部分校园安全监控系统
一、系统结构拓朴图
二、原有工控硬盘录像机系统升级
1.软件升级：
将原有工控式硬盘录像机本机监控软件升级为支持远程视频集中监控管理的工控式硬盘录像机监控软件。
2.硬件升级：
如原有工控式硬盘录像机视频采集卡不支持升级后的支持远程视频集中监控管理的工控式硬盘录像机监控软件，则需更换视频采集卡。
3.增加远程网络视频编解码控制服务器专用设备：
如以上两种方式均不能实施，则需增加网络视频编码控制服务器，在机房将原有视频源通过视频分配器一分为二，分为二组相同的视频信号，一组输入原有的工控式硬盘录像机，另一组进行网络视频编码控制服务器。
三、学校重要社会监控点与派出所连接
1.学校监控中心与派出所监控中心通过光纤连接。
2.在学校监控中心把重要社会监控点的图像通过视频分配器分配至网络视频编码控制服务器，连入到光纤收发器或支持光纤接口的交换机。
（需要多台网络视频编码控制服务器的前提下）
3.在派出所监控中心增加相应网络视频解码控制服务器，直接将学校监控中心进入到网络视频编码控制服务器的视频还原成模拟信号输出到派出所的电视墙上。
四、系统特点
系统分类
远程视频集中监控管理系统
远程视频集中监控管理系统
核心设备
网络视频编解码控制服务器（专业的联网监控、对讲和报警处理设备）和工控式硬盘录像机
工控式硬盘录像机
操作系统
RTOS（实时操作系统）和Microsoft
Microsoft
编码格式
H.264（图像网络传输最好的压缩算法）和MPEG-4
MPEG-4
平均无故障时间
MTBF≥三万个小时（满足工业使用标准）
系统软件
RTOS（实时操作系统软件）、远程视频应用管理软件、目录管理软件、电视墙输出管理软件、报警中心软件、客户端软件
本地监控软件、远程视频应用管理软件、目录管理软件、电视墙输出管理软件、报警中心软件、客户端软件
系统结构
系统结构简单、功能强大，层次清晰，稳定性好、维护成本很低
系统结构简单、功能强大，层次清晰，稳定性一般、维护成本较高
网络监控
以服务器模式管理，以客户端访问服务器模式浏览，可进行切换浏览，功能强大，可实现远程集中监控
以服务器模式管理，以客户端访问服务器模式浏览，可进行切换浏览，功能强大，可实现远程集中监控
网络访问模式
分布式访问，集中式管理
分布式访问，集中式管理
网络视频集中管理
有
有
网络行政分级管理
有
有
网络用户分组、分权限管理
有
有
网络视频传输质量
好
一般
网络传输码流
低
一般
一路视频占用带宽资源
低
一般
网络传输图像质量与网络带宽的适应性
可调
可调
网络视频管理路数
没有限制
没有限制
网络远程报警联动
支持
支持
是否支持网络电视墙
支持硬解码和软解码两种方式
只支持软解码方式
是否支持远程控制本地门禁
支持
不支持
是否支持远程对讲
支持
不支持
是否支持主管领导IE直接监控
支持
支持
是否支持录像回放时提供文件下载功能
支持（便于紧急情况下工作人员或公安部门直接下载录像文件）
支持（便于紧急情况下工作人员或公安部门直接下载录像文件）
是否支持其它播放工具播放
支持
支持
是否支持电视墙上按报警等级显示报警图像
支持
支持
五、设备清单
5.1、教室监控点新增设备和原有监控点设备
A、数字显示智能高速球和原有摄像机
B、网络视频编码控制服务器
C、网线和视频线
D、控制线
E、交换机
F、电源
5.2、学校监控中心
A、工控式硬盘录像机
B、网络视频编码控制服务器
C、视频分配器
D、光纤收发器或带光纤接品的交换机
E、网线、视频线、控制线
F、视频线
G、电源
5.3、区教育局总监控中心
A、远程视频应用管理服务器（商业服务器和远程视频应用服务管理软件组成，1台可管理80路Cif画质视频，可扩展多台）
B、远程视频目录管理服务器（电脑和远程视频目录服务管理软件组成）
C、远程视频客户端（普通电脑和客户端管理软件组成）
D、电视墙管理输出服务器（普通电脑和电视墙管理输出软件组成）
E、网线
F、交换机
G、电源
5.4、派出所监控中心
A、网络视频解码控制服务器
B、交换机
C、网线
D、电源
六、网络平台
6.1、教室监控点到学校监控中心：
用学校内部局域网备用光纤进行视频传输。
6.2、学校监控中心到区教育局总监控中心：
用教育系统专网备用光纤进行视频传输。
6.3、学校监控中心到派出所：
用光纤进行视频传输。
3.4、远程联网视频集中监控管理系统（IWV-NVSCMSSYSTEM）
远程联网视频集中监控管理系统（IWV-NVSCMSSYSTEM）是继模拟视频监控系统（CCTV）和数字视频监控系统（DVR）之后的最新形式，融合了视频编码技术、网络传输技术、数据库技术、流媒体技术和嵌入式技术的综合应用系统。
在网络视频监控系统中，视/音频数据的采集、编码、解码、存
升级会员 