校园安防监控解决方案.docx
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校园安防监控解决方案
校园安防系统解决方案
第1章项目概述
1.1项目背景
近些年来，各类校园频发治安事件，如校门口恶性人身侵害事件、楼梯垮塌践踏事件、社会人员滋扰在校师生事件、学校贵重财产丢失等，严重侵害学生和学校权益的治安事件日益突出。
为了有效保护青少年和儿童的人身安全，防止外来侵害案件的发生，维护校园正常的教学和生活秩序，公安部、教育部、中央综治办等部门联合出动制定了一系列的安全防范措施，随着国家相关政策的出台，“平安校园”、“数字校园”建设相继展开。
同时，随着信息技术、网络技术、视频编解码技术、智能识别技术等相关技术的发展，采用现代化技术手段的安全防范系统正在各类校园开始推广和大规模应用。
1.2设计原则
平安校园安防系统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。
其具备以下原则：
●先进性：
校园监控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、操作使用又应简便易行，容易掌握。
该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。
●经济性与实用性：
充分考虑校园监控系统实际需要和信息技术发展趋势，根据校园的现场环境，设计选用目前安防市场上占有率高、功能适合现场情况、符合校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。
●安全性：
前端对系统采取必要的安全保护措施，防止病毒感染、非法访问、病毒感染和黑客攻击，防雷击、过载、断电和人为破坏等，具有高度的安全和保密性。
●可靠性：
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。
●可扩展性：
在需要情况下，需要将校园安保系统、考试网上巡查系统、卡口系统、一卡通系统统一集中于监控中心统一控制，实施对所有远端设备的控制、设置。
以保证系统的高效、有序、可靠的发挥其管理职能。
●规范性：
控制协议、编解码协议、接口协议、视频文件格式、传输协议等应符合相关国家标准、行业标准和教育部颁布的技术规范。
●开放性：
由于校园安防系统涉及多方监管问题，本系统需充分考虑教育、公安等各部门的业务需求，提供平台对接接口，让各部门共同参与应急事件并进行协同指挥。
●可维护性：
所设计的系统和采用的产品应该是简单、实用、易操作、易维护。
系统的易操作和易维护是保证非计算机专业人员使用好本系统的条件。
并且，系统应具备自检、故障诊断及故障弱化功能，在出现故障时，应能得到及时、快速的维护。
1.3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：
♦《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》
♦《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》
♦《校车安全条例（草案征求意见稿）》
♦《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》（JT/T794-2011）
♦《道路运输车辆卫星定位系统平台技术要求》（JT/T796-2011）
♦《安全防范工程技术规范》.（GB50348-2004）；
♦《安全防范工程程序与要求》.（GA/T75-94）；
♦《安全防范系统验收规则》.（GA308-2001）；
♦《安全防范系统通用图形符号》.（GA/T74-2000）；
♦《入侵报警系统技术要求》.（GA/T368-2001）；
♦《防盗报警控制器通用技术条件》.GB12663-90；
♦《民用建筑电气设计技术规程》.（JGJ/T16-1992）；
♦《建筑防雷设计规范》.（GBJ57-83）；
♦《民用闭路电视监控系统工程技术规范》.（GB50198-94）；
♦《工业电视系统工程设计规范》.（GBJ115-87）；
♦《音频、视频及类似电子设备安全要求》.（GB8898-2001）；
♦《视频安防监控系统技术要求》.（GA/T367-2001）；
♦《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》.（GB4793-2001）；
♦《信息技术设备的安全》.（GB4943-2001）；
♦《中华人民共和国通信行业标准》.（YD/T926）；
♦《城市市政综合监管信息系统技术规范》.（CJJ/T.106-2055）；
♦《安全检查防范系统通作图形符号》.（GA/74-1994）；
♦《消防联动控制设备通用技术条件》.（GB.16806—1997）；
♦《火灾自动报警设计规范》.（GB50116-98）；
♦《安全防范系统验收规则》.（GA308-2001-94）；
♦《电气指标标准》.EIA-422EIA-485；
♦《电力工程电缆设计规范》.GB50217-1994；
♦《报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议》.（GA/T379-2002）；
♦《计算机信息系统安全等级保护操作系统技术要求》.（GA/T388-2002）；
♦《计算机信息系统安全等级保护管理要求》.GA/T388-2002B；
♦《计算机信息系统安全等级保护通用技术要求》.（GA/T390-2002）。
1.4设计目标
为了有效地维护校园秩序和考场纪律，保障学校教学、科研工作地顺利进行，以及为同学们上下学创造更为舒适安全的出行环境，本方案根据学校需求建立多级构架的数字化校园安防监控系统，提供全方位、科学的综合安防监控系统解决方案，实现各种报警形成联动。
保证师生校内校外人身财产安全，营造安全、稳定、文明、健康的育人环境，为构建社会主义和谐社会创造条件。
整个系统的建设是利用数据通讯技术、网络技术、3G传输技术、RFID射频识别技术、数据库技术、视频技术等高科技手段，建立全方位发挥作用的安全、可信、实时、高效的数字化、信息化的校园监控指挥、管理、监控、服务体系，实现以人为本、平安为先，打造平安校园，优化育人环境，提升教学质量。
第2章需求分析
本次安防监控系统建设主要是对XX校区整个校园的进行视频监控防范，在行政办公楼、教学楼、课室、实验楼、宿舍走廊、宿舍楼道口、宿舍周边、体育馆、主次出入口、学校外墙、足球场、篮球场等区域设立视频监控点，将监控图像实时传输到视频监控中心，通过显示设备或网络设备可以直观地了解和掌握监控区域的治安动态情况，弥补人防不足，有效打击、预防校园犯罪，方便事后调查取证和专案侦察，最大限度压缩犯罪空间，增强威慑力，提高社会治安管理水平。
在学校人员密集、敏感场所、治安较为复杂的重要区域设置视频监控点，进行连续24小时的校园治安动态视频监控。
根据全数字化视频监控系统的特色，系统的传输部分采用室外防水屏蔽网线、室外光缆、高性能网络交换机及光纤转换设备等组成独立的治安监控传输网络，确保高质量图像传输的安全、畅通。
本次采用以交换式千兆光纤以太网为主干，100M/1000M交换到学校监控主机房，监控中心设置在行政楼二层（2号楼）2-205室。
1、前端设备：
监控设备750个，共包括（130万像素红外网络枪型摄像机、130万像红外网络半球摄像机、130万像素网络半球摄像机、130万像素红外网络球型摄像机）；
2、后端控制中心：
监控中心管理平台1套，网络存储系统1套、大屏显示系统1套；
3、男、女生宿舍值班室：
本地监控管理系统1套；
4、校门口保安室分控中心：
分控中心图像显示控制系统1套；
建设基本要求：
●监控无死角：
学校人员密集，要求监控到校区每一个角落。
因此需要在学校内每栋宿舍的走廊、楼厅、天花板处都装有摄像探头，但监视范围不包括宿舍内部，避免侵犯学生的隐私。
●系统高靠性：
校级视频监控应可独立完成视频监控及预警功能，不依赖整个联网的网络系统，即当网络出现故障或遭人为破坏时，学校应能满足以上基本监控存储及联动等基本要求。
●统一管理、分级授权：
集成后的视频监控系统中心平台能实现对系统资源的集中统一管理，分级授权使用。
各级视频监控使用单位原则上只具有对辖区内的监控点具有操作权限。
监控中心出现任何故障时，不应影响学校的正常使用。
报警联动要求：
●对危险提前预警：
建设的系统不仅要满足视频录像事后取证的功能，最为重要的是应有一定的预警功能，根据预警信息采用适当措施把事态控制在萌芽状态，而不能影响到学生的安全。
●为应急指挥服务：
视频监控系统应联动安全报警系统，出现事件能够快速及时的通知学校及教育、公安等上级监管部门，以满足应急指挥需要。
扩展性要求：
●对已有设备利旧：
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；
●可接入其它系统：
需要考虑接入其它安防系统，如卡口、门禁等，从而实现联动及统一管理；可与校车监控系统及考试网上巡查系统相结合，不仅满足了学生出行安全保障和现代化考试管理的应用需求，而且可以用作平时的教学观摩、评估，最大限度的发挥作用。
人脸识别要求：
基于布控与监控的需求，利用人脸识别算法与视频监控技术相结合开发出的，对重点监控人员的实时追踪报警的智能视频监控产品。
主要针对校园出入口，重点实验室、考场等。
基于以上特点，本方案主要由数字视频监控系统、安防报警系统，人脸识别系统，可以根据需要建设多级架构的安防监控中心，在安防监控中心对各个子系统进行控制管理及远程监控，通过安防监控中心将各子系统有机联动控制，实现完整的数字化校园安防监控功能。
详见以下各章节详细建设方案。
第3章系统总体设计
3.1设计思路
为了贯彻落实《中华人民共和国义务教育法》、《校车安全条例（草案征求意见稿）》以及《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》，规范校园
安全技术防范建设工作，切实提高校园内外安全防范能力及信息化管理水平，有效保护学生的人身安全，为生活和学习营造更好的环境。
本方案根据平安校园需求建立多级构架的数字化平安校园综合安防监控系统，针对学校重点部位设立安全防范监控，采用报警、视频监控、3G通讯、RFID射频识别等技术手段为主，结合人员巡逻、值守、查验和物理防护，提供全方位、科学的综合安防监控系统解决方案，实现各种视频安防监控、入侵报警、110安防报警的视频联动，形成“人防、技防、物防”相结合的安全防范措施，实现对校园的综合安全保障。
3.2系统架构图
3.2.1校园内架构图
平安校园系统结构图
如上图所示，整个平安校园综合安防系统，主要包括以下部分：
学校安防监控中心、分控中心（门卫、值班室）、前端视频监控系统、入侵报警系统、通信传输系统、卡口系统和一卡通系统。
此次建设的主要内容为校园安防监控系统，通过海康威视集中监控应用管理系统平台，能够将各校园安防子系统无缝整合在一起，化被动监控为主动监控，能够极大的提高视频的利用效率，提升监控系统的整体性能。
安防监控中心及分控中心
安防监控中心即为系统的总控制室，是整个监控系统的控制和管理中心。
分控室监控中心一般是根据学校各个职能部门的需求建设的如：
保卫部门一般会在值班室建设分控，宿舍区会在宿舍楼值班室建设分控，根据自己的需求监看自己业务相关的图像。
视频监控系统
前端视频监控点根据现场情况可以分为校门口出入口视频监控点、办公楼出入口视频监控点、图书馆出入口、阅览区视频监控点、教学楼出入口视频监控点、宿舍楼出入口监控点、校园公共区域视频监控点、校园周界视频监控点、校车车载移动监控点等。
入侵报警系统
根据现场情况可以分为周界红外对射报警区、各个楼道出入口三鉴探测报警区域、财务室及实验室等重要场所报警探测区域。
入侵报警系统则采用RS-485总线并结合网络进行信号的传输。
通讯传输系统
通信传输系统分为视频网络传输和报警信号传输两部分。
一般情况下校园局域网完全可以满足视频监控系统需要的带宽，同时可以避免重复建设。
此外，校车实时视频监控图像通过3G网络进行上传。
人脸识别系统
系统在目标进入摄像机的监控范围就能捕获其清晰的面像照片，并可跟踪捕捉其面部照片，将其中某些不能满足质量要求的照片自动过滤掉，把符合质量要求的照片和数据库内监控名单进行比对，如达到预设的相似度，系统会自动给出声、光报警，提示人工处理；同时保存相应照片、时间、通道等记录信息。
下面几章将从视频监控、入侵报警、人脸识别几个系统入手进行详细设计。
3.3功能设计
通过对近期几起学校事件分析可知，不法分子基本上都是强行闯入校园，或在学校门口作案；由此可见，各出入口是安防工作的重点区域之一，必须采用相应的视频监控等措施，达到预防和及时反映的功能。
另外，犯罪分子有可能，通过非正常的手段侵入校园，如翻越围墙等手段，所以为了防患于未然，把好安全防范的第一道关，也必须加强周界等的安防措施，如采用视频监控及周界防范系统。
此外，随着校园的数字化、信息化建设的逐步深入，校园内的各种信息资源整合已经进入全面规划和实施阶段，校园一卡通以结合学校正在进行的统一身份认证、人事、学工等MIS和应用系统等建设。
通过共同的身份认证机制，实现数据管理的集成与共享，使校园一卡通系统成为校园信息化建设有机的组成部分。
通过这样的有机结合，可以避免重复投入，提高建设进度，为系统间的资源共享打下基础。
通过以上分析可知，系统应能实现如下功能：
1、预警功能：
采用周界防范、报警按钮等报警系统，配合视频监控等第一时间发现事故点，有关部门根据应急预案迅速反应，把事故损失控制到最小范围，本系统应24小时可靠工作；
2、监视功能：
采用海康威视高品质摄像机，获得监视范围内清晰的视频图像，在学校大门等关键位置部署高清网络摄像机，实现24小时监控；
3、录像存储功能：
前端摄像的视频信号接入高性能嵌入式网络存储主机存储数据，录像保存时间达到15天，以供事后调查取证；
4、联网服务功能：
通过嵌入式数字录像机提供TCP／IP强大的视频服务功能，可为以后监控系统联网提供服务；
5、手机查看功能：
平台自动向用户手机推送报警信息，用户也可以随时调阅平台和前端的视频；
6、周界防范报警联动功能：
实现报警系统和视频监控系统的联动，在监视器上显示报警所在位置的视频画面，提醒值班人员快速处理；
7、管理功能：
管理人员或授权访问人员，能通过访问系统，实时预览监控画面、回放历史监控图像、下载监控资料、查看刷卡记录等；
8、平台对接功能：
平台支持与上级教育平台、公安平台实现对接，开放相应的视频调用和管理权限，实现应对突发事件的协同应急指挥。
3.4系统优势
3.4.1系统可用性高
本系统所设计时，充分考虑到系统全天候、24小时的要求，在系统构架上选用前端IP摄像机+中心存储的模式，避免了集中存储时当网络等出现故障或遭人为破坏时，系统不能正常使用的问题；采用红外摄像机，以满足在不同照度条件下图像清晰的要求；室内考场摄像机采用高清防暴半球
3.4.2优秀的集成性
本系统重点区域采用高清网络摄像机，实现高性能视频监控，但在系统建设时，需充分考虑已经建设完成的模拟视频监控系统接入新建系统。
采用海康威视高清网络摄像机加机房集中存储的方式，同时对于原有的系统可将DVR/NVR接入网络实现统一管理，可有效解决系统高性能及保护原有投资的需求。
充分体现了系统建设的现实性及技术前瞻性。
3.4.3成熟可靠、稳定性好
本系统采用集中式存储和集中管理，此系统结构有成熟可靠、稳定性好，整个系统的可靠性，而且本系统设计时充分考虑到多个设备相互串接时，系统可靠性降低的特点，本系统采用集中存储+网络摄像机的方式，由此避免了模拟（网络）摄像机+存储设备的构架的弱点。
采用校园专用平台
适应各种网络——平台可适应局域网、广域网、3G移动网络、Wifi网络等多种网络集合、平台支持NAT穿越、平台可穿越防火墙、网闸。
可支持前端多种设备接入——平台支持接入网络NVR；支持接入模拟DVR;；平台支持接入3G移动视频监控设备（3G摄像机、3G视频服务器）。
实时监控——支持视频图片电子放大；支持3D放大功能，当选定球机图像的区域后，镜头可直接缩放到框选区域；支持设备断电记忆功能，当前端球机断电恢复供电后，仍然恢复到断电前状态。
3.4.4手机报警通知
通过手机短信进行报警通知提醒，监管人员能够随时随地了解学校安防状况，不再需要整天待在监控机房里；家长能够及时掌握学生学习和出行情况，免除后顾之忧。
手机短信支持可视化技术，可将实时视频、报警事件等信息发送到监管人员和家长的手机里，短信中同时附有视频链接，通过点击链接即可查看。
第4章各业务系统详细设计
4.1视频监控系统
4.1.1系统组成
整个系统的建设是利用数据通讯技术、网络技术、3G传输技术、数据库技术、网络数字视音频技术、系统工程、管理技术等高科技手段，建立全方位发挥作用的安全、可信、实时、高效的数字化、信息化的校园管理、调度及安全保障体系。
通过网络化视音频监控技术的应用，使之能够方便地进行全网集中管理，远程调用，在突发事件或警情发生时，通过实时监控，提高指挥、调度能力。
数字视频监控系统主要由以下几部分组成：
前端视音频监控点、通信网络系统、分控系统（门卫、值班室）、安防监控中心系统。
系统框架图如下：
视频监控系统结构图
4.1.2前端视频监控点设计
1、监控点布局及摄像机配置
校园视频监控系统采用定向角度与全向旋转相结合的方式配置监控点摄像机，根据监控目标重要性的不同分为不同等级的防护区，根据预算情况配置相应数量的摄像机，做到校园监视区域内无盲区。
前端摄像机负责高清图像采集，最高均达到130万像素（1280*960P），相比传通监控系统设计，画面清晰度以及画幅大小有显著提升，清晰有效的图像有助于校园安保人员于事前及时发现并制止破坏校园秩序的事件发生，同时高清的视频录像也有利于事件发生后对事件原委的追查，帮忙校园保卫处或者公安机关精确分析梳理事情脉络，有助于及时有效快速的解决问题。
4.1.3图像传输设计
为保证图像传输、实时存储对带宽的要求，网络视频监控系统应采用专用网络，以千兆光纤为主干，百兆兆铜缆为接入，并预留今后万兆扩展能力。
监控中心设置核心交换机，汇聚各个区域及分控中心的所有视频数据。
传输构架是网络监控系统的“神经网络”，它保证了系统的稳定性，同时其扩展性也应满足系统今后几年的扩展，根据上述要求整个网路系统预留了至少50%的系统冗余。
同时在网络设计中，可配合管理平台自身的权限管理功能，利用VLAN、ACCESS-LIST等网络安全技术，对不同区域的网络监控点进行逻辑分类，并应用访问控制策略约束或放开资源共享过程中，可能存在的网络通断状态。
核心层地处于安防中心机房内，负责整个网络视频监控业务数据流量交换。
并可以通过安全策略与远程网络连接。
核心交换区域主要处理各汇聚点数据流量交换，交换机要求应能对所有IP数据包进行线速无阻塞转发，同时能够长时间无故障工作。
接入层交换机分布在不同的建筑内和不同功能区。
接入层是网络的最边缘部分，须具备较为完善的功能，支持VLAN技术，具有无拥塞的交换结构和线速转发性能。
前端摄像机与总控中心或分控中心（门卫、值班室）的网络硬盘录像机，通过视频同轴线缆连接，将摄像机拍摄的视频信号传输到硬盘录像机进行录像存储及显示。
网络硬盘录像机通过接入层交换机进入视频监控网络中，实现基于校园网的监控信号传输。
支持多级远程监控。
另外，考虑到可能会有远程用户或者上级管理单位用户，进行主域网浏览或者操作，因此设计网络出口及出口安全的相关配置，建议外联需求确定后，通过路由器设置实现网络互联，通过防火墙设置保证内部网络安全。
4.1.4图像存储设计
校园安防系统总控制中心主要对整个系统进行控制管理，主要由显示部分、录像存储部分、综合控制管理部分组成。
校园安防系统也可以根据系统的规模大小设置分控中心，分控中心的设置是可选择项，主要根据业务管理需要进行设置，如在各宿舍楼内设置分控中心也可以多个宿舍楼设置一个分控中心主要对宿舍区出入口进行人员出入监控；校园公共区域及大门出入口设置门卫分控中心，主要对大门外、大门出入口、公共区域进行监控。
对于办公楼、图书馆、食堂以及其他区域可以根据现场情况直接接入以上任意的分控中心，也可以直接接入总控中心。
也可以只建设一个总控制室，对前端所有监控点进行控制管理，总控制室也可以设置在保卫处值班室。
为分控中心或总控中心配置海康威视网络存储系统进行实施录像存储，网络硬盘录像机的视频输入接口要满足辖区内所有摄像机的接入。
网络存储系统可支持传统模拟摄像机接入，也符合现代高清网络摄像机接入标准，录像分辨率支持从CIF到1080P可调，根据实际情况，可任意用户选择；
录像时间可以根据需要选择全天24小时不间断录像（每秒25帧）或移动侦测录像等方式，IP半球根据选择的分辨率进行计算，海康威视最新一代网络半球采用最新的芯片和算法，720P码流相比传统码流减半，约1-2Mbps：
Ø高清分辨率录像时，码流设置为2Mbps，每路每小时的录像文件约0.9G；
一般按照所有监控点录像文件保存不少于30天配置存储硬盘，根据磁盘阵列盘位和台数，可选择2TB、3TB等规格的硬盘来实现最优组合。
录像系统能实现手动、自动、动态录像的功能，具有自动溢出循环存储的功能。
采用新一代网络存储系统专用主机，它融合了多项专利技术，采用了多项IT高新技术，如视音频编解码技术、嵌入式系统技术、存储技术、网络技术和智能技术等。
它既可作为存储设备进行本地独立工作，也可联网组成一个强大的安全防范系统。
专业的嵌入式软硬件设计，系统运行稳定可靠；
支持冗余电源，独创的双操作系统设计，充分保障设备运行可靠性；
全插拔模块化设计，简单易维护；
支持网络摄像机断网智能补录（ANR）；
支持硬盘热插拔，支持RAID0、RAID1、RAID10和RAID5；
支持RAID扇区冗余技术，充分保障硬盘应用可靠性；
支持N+1热备功能，一台工作NVR异常下线时，热备NVR接管异常NVR工作，提升数字通道存储的可靠性。
高清接入
支持400M、640M输入带宽，可支持128路/256路高清网络视频接入；
支持800W像素高清网络视频的预览、存储与回放；
支持接驳符合ONVIF、PSIA及众多主流厂商的网络摄像机。
高清显示
可扩展至6个HDMI输出，最大支持24路1080p高清预览。
高清存储
支持16个/24个SATA接口，可选配miniSAS高速扩展接口，充分满足高清存储所需硬盘空间。
高清转发
4个千兆以太网口，4个千兆光口，充分满足网络预览、回放以及备份应用。
丰富应用
支持网络容错以及多网络IP设定等应用；
支持IPC集中管理，包括IPC参数配置、信息的导入/导出、信息的实时获取、语音对讲和升级等功能；
支持智能搜索和回放，提高录像回放的效率，节约录像回放时间；
l支持USB3.0接口和eSATA接口，充分满足高速备份需求。
4.1.5图像显示设备
主控中心显示系统
显示控制子系统主要为实现值班室对监控范围内视频监控的统一调用、控制及显示而设计的，实现对数字视频的远程访问、视频流接收、数字视频的解码显示和大屏幕视频显示控制等功能。
显示控制子系统包括DID液晶拼接屏。
根据实际工程实施经验，建议控制台到电视墙的观看距离不小于3米。
同时，为了方便安装维护，后面至少需要保留80厘米净空间。
解码子系统的主要是将前端网络视频监控信号还原成高清数字信号，输出到显示系统进行显示。
在主控中心，配置6台块46窄边液晶拼接屏、1台高清混合数字矩阵，构成一套综合大屏显示系统。
与前端视频采集系统，存储系统、中
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