高考考场监控系统设计方案.docx
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高考考场监控系统设计方案
XX学校国家教育考试
网上巡查系统
设
计
方
案
2014年2月
1.项目概况
为了配合国家教育考试中心、广东教育考试中心、深圳市电教馆、深圳市招考办的要求，达到教育考试网上巡查系统全国联网的目的，要求各学校的高考视频监考系统和教育考试网上巡查系统实现网络对接。
XX学校的高考考场监控系建于2005年，由于前端摄像机已经使用7年，老化严重，故障率比较高，图像质量也不如以前，现需要对整个考场监控系统进行重建。
新建的系统采用高清数字网络监控系统，前端摄像机采用200万像高清网络摄像机，保证系统建成后在深圳所有考场中处于领先位置，在3-5年内不会落后于其他学校。
2.系统设计原则
1、先进性与适用性
采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、模块化程度高。
设计合理，架构简洁，功能完备，切合实际，能有效控制和提高工作效率，满足动态监控和业务工作的实际需求。
系统的技术性能和质量指标达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。
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。
2、经济性与实用性
在先进、可靠和充分满足系统功能的前提下，体现高性价比。
采用经济实用的技术和设备，充分利用现有资源，综合考虑系统的设计、建设、升级和维护。
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
系统采用成熟的、稳定的、完善技术设备，系统具有一致性、升级能力，能够保证全天候长期稳定运行。
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。
4、开放性
以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以与消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。
5、可扩充性
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，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。
同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。
方案中设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。
6、追求最优化的系统设备配置
在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。
3.系统设计依据
《国家教育考试网上巡查系统建设广东省标准技术实施规范》
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198—1994
《视频安防监控系统技术要求》GA/T367
《安全防范工程程序与要求》GA/T75—94
《安全防范系统通用图形符号》GA/T74—94
《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
《交通电视监控系统工程验收规范》GA/T514-2004
《安全防范工程费用概预算编制办法》GA/T70-2004
《系统接地的形式及安全技术要求》GB14050-93
《安全防范系统验收规则》GA308-2001
《电视系统工程设计规范》JGT1.5-87
《中国电信网络视频监控业务技术规范》V2.5
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50312-2000
《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94
4.
方案设计
高考网上巡考监控系统，需要对考场进行全方位、无死角的监控，学校高考监控中心通过视频监控管理平台对所有考场摄像机进行统一管理，并可通过高清电视墙解码器将考场的高清数字视频信号进行解码上电视墙显示。
前端119路考场摄像机高清视频信号和原有安防监控系统145路高清视频信号可以在新建的3*3超窄边液晶拼接屏上轮巡显示，通过存高清网络录像机对前端119路考场视频信号进行集中存储。
摄像机采集的高清视频信号通过SIP网关路由器实现与深圳市招办、广东省巡考中心进行联网。
4.1系统拓扑图
系统拓扑图
4.2方案说明
如上图，在监控现场部署摄像机，在巡考中心部署监控管理平台、电视墙、高清存储系统和操作坐席，依托IP承载网络构建一个星型结构的数字化、网络化、智能化的高清IP监控系统。
监控中心：
配置监控管理平台（利旧）、SIP网关路由器：
高清网络录像机（NVR）、电视墙及高清电视墙解码器。
监控管理平台：
监控管理平台负责管理所有前端高清网络摄像机，实现用户登录认证、码流交换、系统管理，嵌入式硬件监控中心平台内嵌数据库、网络录像单元，单台设备即可实现系统管理和录像功能。
SIP网关路由器：
支持SIP2.0协议，实现与上级SIP路由器的设备认证、互联。
能够接收上级的访问控制命令，并把学校采集的音视频信号上传到深圳市招办。
高清网络录像机：
可配置16块2TB硬盘提供录像存储空间,支持RAID5等数据安全技术，可确保录像数据的安全可靠。
另外，高清网络录像机采用服务器架构设计，免拆机箱带电即可实现硬盘热插拔，方便高考后备份硬盘。
监控前端：
在前端监控点根据环境配置相应摄像机类型，教室、多功能室、电教室、保密室、考务室、监控室采用101台高清防爆半球摄像机；考场通道采用16高清红防水摄像机。
校门口及广场采用2台200万象素高清高速球。
监控摄像机可实现监控现场24小时不间断图像采集，可把教室、保密室和考务室及校门口的图像实时送到监控中心。
监控点位表如下：
序号
安装位置
摄像机类型
数量
备注
1
试室
高清半球摄像机
62
2
实验室
高清半球摄像机
20
3
考务室（报告厅）
高清半球摄像机
2
4
保密室
高清半球摄像机
3
5
功能室
高清半球摄像机
3
6
监控室
高清半球摄像机
1
7
电教室
高清半球摄像机
10
8
试卷通过通道
高清红外枪式摄像机机
16
9
学校大门入口
高清红外枪式摄像机机
1
10
学校广场
高清红外枪式摄像机机
1
小计
119
4.3电视墙设计
电视墙：
此次配置9台46寸超窄边液晶拼接屏幕，后期拼接屏2边可以各扩展9台32寸液晶监视器。
通过DVI矩阵和拼接控制软件可以灵活选择显示模式，可以显示所有监控画面，也可以轮循显示需要观看的画面。
本次新建的监控中心，考场监控和安防监控共用1个监控室。
高考及考试期间作为考场监控使用，平时供安防监控使用，有效使用已经建设好的资源，提高设备使用率。
电视墙效果图
监控室3D效果图
5系统功能应用
5.1实时图像监控与远程控制
⏹CU客户端浏览
Ø支持单画面和多种多画面模式的实时图像浏览；支持4/9/16/25/36等等分屏浏览方式，同时支持N+1方式浏览；
Ø支持每幅画面的手动或自动轮询，轮询间隔可设置
Ø支持监控点摄像机的远程PTZ控制实现镜头的左右、上下转动，视野的拉近拉远等；对摄像机PTZ的控制可设置多个不同的用户权限级别进行控制。
高优先级别用户可优先控制摄像头PTZ。
Ø支持摄像头的点击居中、框选放大功能
Ø支持对前端监控图像进行字幕集中设置和时间显示，方便监控中心了解监控现场。
Ø支持对前端编解码器的集中参数设置。
Ø支持移动侦测、音频对讲功能的操作与管理
Ø系统提供图像抓拍功能，监控中心可随时根据需要抓拍监控图像。
Ø可外接键盘和矩阵，实现图像切换和PTZ控制。
能够通过键盘控制图像切换和对摄像机的控制；支持同一键盘多种不同品牌摄像头混合控制能力。
Ø具备CPU资源监测功能，当浏览图像路数超出CPU负荷时能够给出个性化提示；
Ø同台CU端PC支持一机双显功能，可同时使用CU浏览视频和电子地图功能。
⏹电视墙浏览
Ø支持电视墙的实时浏览、录像回放浏览功能
Ø支持CU客户端对电视墙的配置
Ø支持电视墙预案轮巡、电视墙图像轮巡、告警图像上电视墙功能
Ø支持监控专用键盘对电视墙图像的切换和控制。
5.2录像存储、数据备份与录像回放
Ø支持中心录像存储和客户端录像存储功能
Ø实现对监控现场图像、声音、数据等进行实时存储。
数据保存在监控中心。
同时在监控前端进行存储备份，保证在传输线路发生故障时也能提供数据存储。
Ø能够实现多种方式的录像：
手动选择录像、定时录像或报警联动录像；
Ø录像文件的检索可支持秒级检索，可按名称、录像方式、时间段等进行检索；
Ø录像数据以文件形式存储在磁盘上，可方便的调看、导出，刻录成盘，提供数据备份。
Ø支持录像文件的本地回放和远程点播
Ø下载的录像文件应该是标准的asf格式，支持通用播放器（例如：
暴风影音、windowsmediaplayer）直接播放，方便备份、刻盘。
Ø录像回放中提供快进、拖拉等多种控制功能
Ø支持专用工具对独立录像阵列进行检索和浏览。
Ø录像存储采用智能调度方式，可将录像从故障区域智能调度到正常区域。
Ø系统具备完善的日志功能，可对所有的操作、控制、报警等信息进行保存，日志文件支持导出。
5.3电子地图
Ø支持MAPINFO格式的矢量图或JPEG格式的静态地图两种方式的电子地图；
Ø能够方便地在地图上定义监控点；支持放大缩小地图；
Ø报警时，能够在地图相关位置显示报警，并且能够通过点击报警图标调看现场图像并进行PTZ控制；
Ø可载入电子地图文件，载入时的显示比例可设置
ØJPEG静态电子地图提供多层电子地图功能，并支持电子地图图层树，支持任意图层之间的跳转；告警时，电子地图可自动切换到报警点对应的图层；
ØJPEG静态电子地图支持缩略图显示，图元自定义；
Ø可在电子地图中添加、删除和移动图元
Ø支持图元名称、属性及对应前端编码设备的配置
Ø可通过双击图元实现前端监控图像的实时浏览
Ø可实现电子地图的全局或局部放大、缩小
5.4系统管理功能
⏹用户管理
Ø提供用户及用户组的添加、删除以及用户信息的修改
Ø支持超级管理员、用户管理员和操作员三种用户，可以为不同的用户分配不同的管理权限，如：
图像浏览、云镜控制、录像与放像、电视墙操作等等。
⏹认证管理
Ø实现用户登录信息的认证
Ø登录用户的授权
Ø本次系统具备强大的用户认证和权限管理功能，支持采用用户名、密码认证方式或者USBKey认证方式或者用户名、密码+USBKey认证方式。
⏹权限管理
Ø采用用户分级管理机制实现用户权限的授予和取消
Ø可针对不同用户分配不同的系统操作和设备管理权限
⏹设备管理
Ø提供设备的添加、删除以及设备信息的修改
Ø可根据设备的名称、类型等参数进行设备搜索
Ø支持设备权限的设置和修改
Ø支持设备软件的远程升级功能
⏹网络管理
Ø提供系统配置管理和系统性能管理
Ø提供告警管理、安全管理和日志管理
Ø提供状态监测、系统备份及数据恢复功能
5.5数据、日志管理
Ø本次系统具备前端自定义功能，可对前端进行名称、ID等进行统一编码，统一管理；
Ø系统具备完善的日志功能，可对所有的操作、控制、报警等信息进行保存，日志文件支持导出：
✧监控平台提供完备的日志功能，提供详细的系统日志、操作日志、报警信息记录。
✧能够保存报警的详细信息，如：
报警地址、报警所属组织、报警级别、报警类型、报警时间、处警时间、处警结果等。
✧支持根据日志的类型、时间、触发点进行查询，并能导出
✧监控中心的监控员能够针对报警信号做手工记录，填写处理结果。
✧能够针对报警记录分类查询、检索，方便后期整理、分析。
5.5系统扩容
嵌入式硬件平台KDM2801E采用模块化架构设计，支持模块化、分布式组网，具备平滑升级扩容的能力。
系统扩容可通过两个方面实现：
1）系统License扩容：
本次方案设计，监控中心平台预留一定的系统扩容能力，当系统容量未满负荷时，可直接通过增加License方式实现少量新建前端点的接入。
2）增加平台模块：
KDM2801E支持堆叠和级联组网，当实际系统容量达到设计容量时，可采用增加平台模块的方式实现大量新建前端点接入。
增加平台非常简单，只需配置IP地址注册到原有系统即可。
存储系统扩容也非常方便，本次方案配置的高清网络录像机，支持分布式部署。
系统存储需要扩充时，只需增加高清录像机即可。
5.6故障自恢复机制
1）硬件看门狗设计
系统具有硬件看门狗功能，使系统出现异常时，能自动控制计算机进行重新启动，使系统恢复正常运行，保证系统24小时不间断正常工作。
看门狗本身不是用来解决系统出现的问题，在调试过程中发现的故障应该要查改设计本身的错误。
加入看门狗目的是对一些程序潜在错误和恶劣环境干扰等因素导致系统死机而在无人干预情况下自动恢复系统正常工作状态。
2）U盘备份和自恢复机制
系统数据库可以通过U盘进行手动备份，当系统出现故障后，可通过U盘将备份数据恢复到系统。
保证了系统的安全性。
3）数据库信息自动备份和恢复
系统数据库和配置信息可自动备份到存储区域（一般每天自动备份一次系统数据），当系统出现数据损坏时，系统可自恢复备份数据，保障系统在无人状态下自恢复功能。
提高了系统的稳定性。
5.7双网段接入功能
把KDM2801E系列平台搭建在两个网段中间，每个网段的设备和客户端都可以接入到监控平台。
不同网段的设备和客户端，通过平台进行数据转发，完成跨网段的监控功能。
实现两个完全隔离的网络互通。
如图：
5.8其他功能描述
Ø支持双流功能，双码流的用户可以灵活配置（双码流必须是同一种编码格式）。
Ø支持级联和堆叠来扩展系统能力；
Ø提供Web化的配置和操作界面，通过简单的拖拉即可实现配置和操作；
Ø系统支持矩阵接入，能够通过视频编码器接入矩阵，并可以通过客户端实现矩阵切换；
Ø平台支持自身处于静态NAT内，CU登录指定NAT外登录。
Ø系统可以和传统DVR数字监控系统数字对接功能，并且可进行DVR视频浏览、录像查询、报警联动、硬件通过解码器上电视墙等功能。
（注：
主流品牌）
6系统特色
6.1总体特性
6.1.1领先的应用架构
系统采用领先的数字化、网络化及智能化联网架构，可通过高效的视音频编码技术、灵活的网络处理技术以及智能的应用整合技术，为用户提供高效、便捷的远程监控整体解决方案。
设备基于嵌入式软件和工业级设计结构，集成度高，运行安全可靠，不会受到网络病毒侵扰。
6.1.2开放的设计体系
基于开放的设计体系，科达ViewShot网络视频监控系统可提供差异化的行业应用解决方案，以满足公安、军队、政府、金融、教育、能源、医药、交通、工业厂矿、连锁超市以及其他企事业单位等不同领域的应用需求。
系统可免费提供二次开发包满足系统融合的需求。
6.1.3灵活性与可伸缩性
中心业务平台的所有功能模块均可配置、可裁减，可集中运行在单一平台之上，也可任意分布在多个平台之上，既可通过单平台配置实现中小容量接入，又可通过多平台堆叠和多级级联满足大容量平滑扩展和大型分级组网应用。
6.1.4丰富的业务功能
系统可提供丰富的视频监控业务功能，包括图像浏览、PTZ控制、录像存储、点播回放、语音对讲、报警联动、电子地图等。
6.1.5部署简单、使用便捷
系统部署与设备安装简单、快捷，系统通过中心业务平台集中调度的方式实现业务、用户以及设备的统一管理，有效的保障了系统运行的稳定性和安全性，同时也提高了系统的运行效率和用户的使用便捷性。
6.2安全特性
6.2.1高效的认证机制
登录验证机制：
用户登录时，需要输入系统分配的用户名和密码。
授权机制：
系统提供完善的分级分域授权机制，可以方便的设置上下级域的用户权限（上级可以管理所有下级域，本级域只能管理自己域），同时可以灵活地分配用户可以查看的摄像机、可执行的功能模块，可执行的具体功能等。
因而用户只能查看权限范围内的摄像机和执行被授予的功能。
用户监控人员访问网络视频监控系统时都将进行身份认证，用户输入用户名和密码后，认证系统对其进行验证，以判断用户是否有权限使用此系统。
高效的认证机制使非法用户无权使用视频监控系统。
6.2.2完善的权限管理
用户监控人员登录到网络视频监控系统中后，系统提供给用户使用界面，通过使用界面，用户监控人员可以对监控点的设备进行管理和配置、实时查看可监控点的视频图像、控制对各监控点视频图像的录像日程安排、管理、查看和检索保存在存储系统中的视频文件。
系统具有完善的权限管理系统，数据库中记录了各个用户监控人员对各监控点的使用权限，权限管理系统根据这些数据对用户使用权限进行管理，并对用户使用界面进行定制，使用户监控人员只能管理和使用具有相应权限的监控点的设备和视频文件，而不会随意管理和查看其它监控点的设备和视频文件，保障系统的安全性。
6.2.3视频流传输的安全性
传输通信安全机制：
在网络通信时，系统提供端到端（用户端—系统平台—设备固件）的SSL验证和数据加密。
在用户监控人员使用视频监控服务过程中，视频流通过网络传输到视频监控平台、再从监控平台通过网络将视频流发送到用户端进行播放。
为防止视频流被非法用户截获，可以对视频文件进行加密传输，一般可以采用对称密钥体系进行加密，对每个视频流采用不同的密钥加密，只有有权观看此视频流的用户才拥有此密钥，可以对视频流进行解密，保障视频传输的安全性。
6.2.4视频数据存放的安全性
系统的设置参数和录像资料均可以导出用于长期安全保存。
在需要时又可以重新将其恢复到系统中。
对视频图像进行录像后，生成视频文件存放在存储系统中，通过权限管理可以保障只有具有一定权限的用户才可以访问和查看相应的文件，视频文件存放在具有冗余备份功能的服务器上，保证了数据存放的安全性。
7产品介绍
7.1监控管理平台
产品特性
-嵌入式设计，提供安全可靠、高性能中心业务平台解决方案
-单级平台通过多机堆叠最大可接入1000路网络监控前端
-可通过多级级联组建分级、分布式网络视频监控系统
-内置网络录像单元，可实现基于IPSAN的网络化存储
-支持NAT、防火墙穿越，可在各类复杂网络环境下轻松部署
-支持多网段接入，实现不同网段IP设备的部署
-支持高清网络摄像机和高清解码器接入，实现高清监控
-可提供电子地图、报警联动等智能应用业务
-可提供强大的设备、用户及权限集中管理
-可通过简单直观的图形化配置工具实现快速安装和便捷管理
技术参数
型号
KDM2801E
设计结构
嵌入式设计，19英寸2U
视频参数
编码格式
H.264、MPEG-4
视频分辨率
QXGA、1080P、720P、D1、2CIF、CIF、QVGA、QCIF、QQCIF
视频帧率
1～30fps
视频码率
64Kbps～8Mbps
音频参数
编码格式
G.711A/U、ADPCM、G.722.1C
音频码率
32Kbps～64Kbps
外部接口
网络接口
3×RJ45，100Base-TX/1000Base-T
USB接口
4×USB2.0接口，接鼠标、键盘、存储设备等
性能描述
前端接入
单级平台最大可接入1000个监控点
客户端接入
单级平台最大可接入1000个客户端
电视墙接入
单级平台支持128个公共预案，每个用户另有128个私有预案
录像
200×1Mbps、120×2Mbps、或者65×4Mbps
转发
400×1Mbps、240×2Mbps、或者130×4Mbps
综合录像（录像+转发）
180×1Mbps+60、110×2Mbps+35、或者60×4Mbps+20
组网特性
组网方式
单平台组网
多平台堆叠组网，最大可堆叠32台，堆叠时支持负载均衡
多级级联组网，最大支持8级级联
网络适应性
支持多网段接入、支持NAT穿越、支持Socks5、支持丢包重传
功能描述
业务功能
实时监控、录像存储、点播回放、音频通信、报警联动、电子地图、电视墙等
管理功能
用户管理、认证管理、权限管理、设备管理、网络管理、日志管理等
运行环境
电源
AC100～240V，50～60Hz
功耗
≤128W
温度
0℃～55℃
湿度
10%～90%RH
物理特性
物理尺寸
88mm（高）×443mm（宽）×336mm（深）
重量
3.5Kg
7.2高清网络录像机
产品特性
-可接入32、64个网络前端
-支持1080P、720P、D1、CIF、QCIF分辨率，支持双码流
-支持双屏显示，具备2个HDMI数字高清显示接口，支持1920×1080的高清图像显示
-支持本地高清视频解码4画面同时显示，支持本地解码最多64个画面同时显示
-支持对所有接入的网络前端进行高清录像，支持4路录像同步回放
-具备人性化GUI图形界面，录像资料利用时间轴进行查询，操作直观简便
-可内置16块硬盘，支持RAID5，支持IPSAN扩展存储
-硬盘支持热插拔，在不工作时可进入休眠状态，充分节约能耗
-利用ANR技术，可实现前端存储备份，保障录像、抓拍图片、告警信息资料的安全
-支持DHCP、DDNS、PPPoE、NAT穿越等
-支持图片抓拍、语音对讲、语音广播、报警联动、电子地图、电视墙管理等
-支持鼠标、控制键盘和远程客户端操作
-远程客户端NVRStation可最多管理128台NVR，最多可同时浏览64画面
技术参数
型号
NVR2880-32HD
NVR2880-64HD
设备能力
接入前端数量
32
64
录像回放能力
所有前端全帧率录像，4路同步回放
视频参数
视频标准
H.264，MPEG-4
视频分辨率
1080P、720P、D1、CIF、QCIF
视频帧率
1～30fps
视频码率
64Kbps～8Mbps
音频参数
音频标准
G.711，G.722，ADPCM
音频码率
32Kbps～64Kbps
外部接口
视频输出接口
2×HDMI、1×VGA
音频输入接口
1×Line
音频输出接口
1×Line
报警输入接口
2×开关量
报警输出接口
2×开关量
控制接口
1×RS485，用于接控制键盘
硬盘接口
16×SATA
网络接口
3×RJ45，100Base-TX/1000Base-T
USB接口
6×USB2.0，可扩展鼠标、USB存储等设备
网络特性
协议
TCP/IP，UDP，RTP/RTCP/RTSP，FTP，Telnet，SNTP，HTTP，DHCP，DDNS
物理特性
外形尺寸
155.6mm（高）×482.4mm（宽）×704mm（深）
重量
30kg（不含硬盘）
运行环境
工作电压
AC100V～240V，50Hz/60Hz
最大功耗
450W
工作环境温度
0℃～60℃
工作环境湿度
10%～85%
其他
配件
鼠标
7.3高清防暴半球网络摄像机
产品特性
-防暴外壳
-300万
升级会员 