平安校园视频监控系统技术方案721副本.docx
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平安校园视频监控系统技术方案721副本
皖西学院平安校园视频监控系统
技术方案
苏州科达科技股份有限公司
2013年7月
1.项目背景
在国家教育信息化和校园安全化的发展背景下，实现校园监控的数字化和网络化将是校园安全建设的主要方向，校园也因此必将进入一个全新的信息网络和安全防范时代。
由于校园通常存在面积大、场地分散、管理人员少、校内人数多、学生安全防范意识差等特点，学校中的教学楼、食堂、运动场、实验室等公共场合都存在着不同程度的安全隐患，多校区需求的出现对同一监控管理增加了很大的难度，这对校园的安全技术防范提出了更高的要求。
因此校园需要一种能够高效监控、存储、检索和报警联动功能集为一体的校园监控网络。
为满足皖西学院教学管理需要，预防、震慑犯罪，减少财产损失，保障在校师生的人身安全，完善校园安全防范体系、提高校园的整体防控能力，创建一个文明、安全、和谐、美丽的环境，皖西学院拟建设一个全校统一的开放式平安校园监控系统。
在学生宿舍区的出入口、楼道、外围等区域设立视频监控点，系统采取智能化数字监控系统，采用校园网进行系统连接，传输数据及图像，将实时监控图像存储到中心机房，并实时传输到平安校园监控中心和其它相关部门，通过对图像的浏览、记录等方式，使保卫处和其它相关职能部门直观地了解和掌握校园内的治安动态。
同时，作为面向全校的平安校园监控平台要做到共享、开放和可扩展，预留接口，可整合教学场所监控、电子巡考等系统，并可对接六安市的平安城市安防系统。
2.系统建设要求
2.1.系统建设总体要求
1、系统采用标准化、嵌入式系统，具有高度的可靠性和安全性。
2、前端设备主要使用数字式1080P（1920*1080）红外高清摄像机，能够清晰地看清要监控物体，支持各主流厂商产品，采用POE交换机统一集中供电。
3、传输采用网络传输加光纤的模式组成。
4、监控系统采用集中式存储，对监控画面进行全实时监控、录像。
录像数据保存不少于30天，录像清晰度要求达到1080P（1920*1080）。
5、集中监控和分区监控相结合。
各监控区均为独立的监控操作实体，可以对其监控的视频图像进行切换、画面分割和组合控制。
6、为保证监控系统的可持续建设，系统应具备良好的扩充能力，支持系统结构的扩展和功能升级，适应多级管理的要求具有多级组网的能力。
2.2.系统监控范围
1、对于人口流动相对较大的校园南大门和北大门：
选用高清室外红外高速球、道路监控专用摄像机和枪式红外摄像机，不论白天和晚上都能对进出大门的车辆、人员进行实时监控。
2、学生公寓楼：
主要在每栋公寓区的出入口处、各层走廊、四周等地点和宿舍外围墙安装高清枪式红外摄像机和高清室外红外高速球，全天监控人员的进出情况，在各公寓值班室设置电脑，通过权限设置，宿管员能实时监看图像，但不能调阅录像。
3、食堂部分：
在每个食堂内安装红外摄像机，再根据每个食堂的实际情况在进出口处安装高清室外红外高速球。
2.3.前端监控点位分布
学生宿舍楼内的室内枪机为楼道内对射，室内半球负责每层楼梯口出入口。
室外枪机和球机负责相应学生宿舍区域内主干道的监控。
根据现场实际勘测，本次系统前端点位分布如下：
1、学生宿舍楼视频监控点分布表
楼号
楼层
各层房间数
结构
室内枪机
室内半球
室外枪机
室外球机
2号
4
每层16间
单排
8
8
12
3
3号
4
每层16间
单排
8
8
4号
4
每层16间
单排
8
8
5号
3
一层23间（包括值班室4间）
双排
6
6
二、三层各26间
6
6
6号
3
一层23间，二、三层各26间
双排
6
6
7号
3
每层16间
单排
6
6
8号
4
每层22间，共3个单元，距离短，楼道一层一台枪机，一台半球
单排
12
12
2
1
9号
4
每层19间，2个单元
单排
16
16
10号
4
一层12间，二、三、四层各14间
单排
8
8
201号
5
每层16间（一层包括值班室1间）
单排
10
10
12
3
202号
5
一层15间（包括值班室1间）
单排
10
10
二、三、四、五层各16间
203号
5
一层15间（包括值班室1间）
单排
10
10
二、三、四、五层各16间
204号
5
每层16间（一层包括值班室1间）
单排
10
10
205号
5
一层15间（包括值班室1间
单排
10
10
二、三、四、五层各16间
206号
6
一层37间（包括值班室1间）
双排
12
12
二、三、四、五、六层各40间
207号
6
一层37间（包括值班室1间）
双排
12
12
二、三、四、五、六层各40间
212号
5
每层16间
单排
10
10
14
2
213号
5
每层16间
单排
10
10
214号
5
一层15间，二、三、四、五层各16间
单排
10
10
215号
6
一层25间，二层27间
双排
12
12
三、四、五、六层各28间
216号
6
一层23间，二层26间
双排
12
12
三、四、五、六层各28间
217号
6
一层25间，二层27间
双排
12
12
三、四、五、六层各28间
218号
6
一层26间，二、三、四、五、六层各28间
双排
12
12
219号
6
一层24间，二、三、四、五、六层各28间
双排
12
12
220号
6
一层26间，二、三、四、五、六层各28间
双排
12
12
221号
6
一层36间，二、三、四、五、六层各38间
双排
12
12
4
1
222号
6
一层36间，二、三、四、五、六层各38间
双排
12
12
223号
6
一层18间，二、三、四、五、六层各20间
双排
12
12
合计
2、东校区学生宿舍楼视频监控点分布表
楼号
楼层
各层房间数
结构
室内枪机
室内半球
室外枪机
室外球机
2号
4
一、二层各12间，三、四层各9间
单排
8
8
8
2
3号
6
每层各31间
双排
12
12
4号
4
每层各12间
单排
8
8
5号
5
一层7间，二、三、四、五层各12间
单排
10
10
合计
38
38
8
2
3、其他地方监控点分布表
楼号
楼层
各层房间数
结构
室内枪机
室内半球
室外枪机
室外球机
一食堂
2
二层，二个出口
3
4
二食堂
3
二层，三个出口
8
4
东区食堂
1
一层，一个出口
1
1
南大门
主干道和进出口控制
8
2
北大门
3
1
合计
12
9
11
3
2.4.监控中心建设需求
监控中心采用高清视频解码上墙，显示系统采用9台46超窄边液晶拼接屏显示图像。
系统软件可以直接实现校园全监控，还需将门口道闸系统接入，实现校内车辆与校外车辆精确管理。
本次项目采用IP-SAN进行视频存储，以1080P格式保存30天以上的视频资料，以备未来查询。
学校领导和管理员可以通过网络内的任意一台终端计算机，通过授权实时监看任意点的监控画面，及时了解现场情况，掌握第一手信息。
3.设计依据与设计原则
3.1.设计依据
本次系统方案设计与建设严格遵循国际、国家和地区的有关标准和规范进行。
建设需依据和参照以下规范和要求进行：
《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》（GB/T28181-2011）
《民用闭路电视监控系统工程技术规范》（GB50198-2011）
《音频、视频及类似电子设备安全要求》（GB8898-2011）
《视频安防监控数字录像设备要求》（GB20815-2006）
《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007）
《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）
《城市监控报警联网系统系列标准》（GA/T669-2008）
《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367-2001）
《信息安全技术信息系统通用安全技术要求》（GB/T20271-2006）
《工业电视系统工程设计规范》（GB50115-2009）
《城市报警与监控系统建设、管理、应用规范性文件汇编》
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（GB50312-2007）
《监控中心场地通用规范》（GB2887-2000）
《电子信息系统防雷技术规范》（GB50343—2004）
《雷电电磁脉冲的防护通则》（GB/T19271.1-2003）
《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）
《计算机信息系统防雷保安器》（GA173－2002）
3.2.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
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。
系统将不仅可以提供电子巡考、视频监控，还能提供报警联动、语音交互、远程管理和设置、用户等级划分、校园财产保护、周界安全防范、电子考场巡查等多项综合功能，并且可通过设置对系统的所有前端设备进行功能切换，以保障各种情况下系统主要功能的转换，能够选择时间建立切换预案。
前端设备能够方便接入平台，用户能够通过系统提供的C/S客户端或Web等方式随时进行系统管理，系统配置，以及使用各种业务功能。
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。
应以较高的性能价格比构建系统，使资金的产出投入比达到最大值。
能以较低的成本、较少的人员投入来维持系统运转，提供高效能与高效益。
尽可能保留并延长已有系统的投资，充分利用以往在资金与技术方面的投入。
3、可靠性与安全性
系统采用成熟的、稳定的、完善技术设备，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、语音系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。
系统平台能够兼容多个厂商的前端设备，并能够对其进行统一的管理及维护。
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。
7、提高监管力度与综合管理水平
本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。
本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行监控，时时动态撑握监视及报警情况。
系统的使用大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。
4.系统解决方案
4.1.组网示意图
如上图所示，本次视频监控系统建设依托IP专网，在前端部署高清摄像机，后端部署安防管理屏图、存储系统以及监控中心的视频解码器、电视墙等组建一个高强化的、开放式的、智能化的网络视频监控系统。
⏹中心机房
后端核心设备部署在中心机房，主要包括综合安防管理平台、卡口管理系统、视频监控中心平台（1+1热备）、手机监控网关、视质轮巡系统、智能跟踪系统，智能车牌识别系统以及存储系统。
综合安防管理平台：
实现视频监控系统、报警系统、门禁系统、对讲系统、巡更系统等子系统的统一接入管理，各系统与监控系统之间实现联动。
卡口管理系统：
实现出入校园的车牌管理，支持黑白名单、车辆查询及布控扥功能。
视频监控中心平台：
实现全部高清前端的统一接入管理、录放像管理、用户授权与管理等业务功能。
视频监控中心平台向上接入综合安防管理平台实现视频上报，并在综合安防平台上实现与其他安防子系统的联动（如：
门禁系统、报警系统、巡更系统等）。
视频监控中心平台采用1+1热备份的模式部署。
手机监控网关：
上联视频监控中心平台并接入互联网，为手机用户提供前端视频浏览、PTZ控制等业务功能，方便出差在外的领导、负责人能够通过手机/PAD掌握校园情况。
视质轮巡系统：
接入视频监控中心平台，自动实现对全部前端的图像质量检测，包含视频源丢失，网络异常，清晰度检测，亮度异常检测，偏色检测，遮挡检测，噪声检测，视频冻结检测，抖动检测，网络故障定位与播放延时检测等。
方便系统管理员及时掌握系统状况，及时处理前端问题。
智能跟踪系统：
完成部署在前端的枪机和球机的视频分析，进行枪机图像进行目标识别，控制球机云台实现对监控区域内各运动目标的框选、跟踪、放大等。
智能车牌识别系统：
完成部署在前端摄像机采集的车牌信息的识别、上报到卡口管理系统进行车牌管理。
存储系统：
部署磁盘阵列，构建云存储系统，完成全部前端的1080P高清录像与媒体转分发服务。
⏹监控中心
监控中心是系统的应用部门，主要部署在保卫部门，在保卫部门配置高清视频解码器和液晶拼接屏实现系统实时图像监控。
利用客户端电脑实现图像浏览、切换控制等操作。
可在各部门、大楼保卫室等设立分控中心，利用客户端电脑实现辖区内监控视频的监控应用。
利用PC和客户端软件可连接到监控平台，实现网络可达、监控可达。
为各领导、各部门提供视频服务。
⏹监控前端
监控前端主要包括视频监控前端、出入口车牌识别前端、智能跟踪前端等。
根据需要部署在各位置。
⏹其他
系统支持手机/PAD浏览，可通过智能手机、PAD浏览前端监控图像。
4.2.承载网络建设与流量说明
4.3.综合安防管理平台部署方案
本次在中心机房部署多款视频监控系统后端设备，包括综合安防平台软件、卡口管理平台、视频监控平台、手机监控网关、视质轮巡主机、智能跟踪主机、车牌识别主机等构建一个开放式的、综合性的安防管理平台，提供丰富的安防业务应用。
下面分别介绍。
4.3.1.综合安防管理平台的部署
根据项目需求，本次在中心机房配置一套科达综合安防管理系统，实现监控系统、报警系统、门禁系统、对讲系统、巡更系统等安防子系统的统一接入管理和整合，实现各系统间相互关联、报警联动、统一管理和统一界面。
本次在中心机房配置一台服务器，安装科达综合安防平台软件，架设综合安防管理平台。
科达综合安防管理平台进行各子系统管理模块的集成，并提供统一的登录、管理以及业务浏览界面。
用户仅需通过综合安防管理客户端登录综合安防管理平台即可统一管理和集中查看所有安防子系统，整合现有资源，从而大大提升管理集中性、便捷性以及管理效率。
科达综合安防管理平台逻辑结构图如下：
本次项目配备的科达综合安防管理平台完成视频监控平台及下属视频资源的接入和管理，预留报警主机、电子巡更、门禁系统、语音对讲、电子围栏等其他安防子系统整合接口，后续可将学校内其他安防子系统整合接入，实现校园内安防各系统的统一管理和报警联动。
视频图像是最直观的信息，图像是其他系统在发生警情后的很重要的复核方式，所以视频监控系统是整个中众多安防子系统中的最重要的一个系统，其他安防系统都可与监控系统进行联动。
当门禁、报警等系统一旦触发报警，多种联动解决方案便可产生，比如网络解码器上墙、网络LED、短信发送、声光报警器、录像、电子地图闪动等。
同时由于系统是网络化部署，所以可以轻松实现跨区域联动。
科达综合安防管理系统提供单独的设备接入平台，可以接入视频监控、报警、对讲、门禁、电子围栏、巡更等系统的接入管理与报警联动，可实现分布式部署及级联应用。
这使得大型综合安防系统的建设变的灵活、稳定。
4.3.2.视频监控平台的部署
视频监控平台是监控系统的核心设备，实现前端接入、媒体交换和系统管理。
常见的视频监控平台一般有两种架构：
嵌入式硬件平台和软件平台。
嵌入式硬件平台由嵌入式硬件和嵌入式操作系统（如VxWorks、嵌入式Linux）构成，采用专用的数字处理芯片和图像处理技术，设备结构紧凑、功耗低、稳定可靠。
软件平台由视频监控平台软件+通用操作系统+数据库软件＋通用服务器构成，根据实际需要配置不同的服务器。
对比项
软件平台
嵌入式硬件平台
系统架构
监控软件+服务器+操作系统软件+数据库软件；包括管理服务器、数据库服务器、流媒体服务器
高度集成化设备，内嵌监控中心模块、数据库、转发模块、录像模块
操作系统
常用Linux操作系统或Windows系统。
采用Windows系统的平台易受Windows系统自身问题影响
嵌入式系统，专用的数字处理芯片，内嵌数据库，通常无病毒、黑客问题
可靠性
受服务器的CPU、内存、操作系统、数据库软件并发数等的制约，影响系统长期可靠性运行
嵌入式系统，电信级的容量与可靠性设计，可长时间7×24小时不间断运行
扩展性
系统扩容扩展麻烦，需要增加服务器，重装软件，非常麻烦
模块化升级方式，只需通过增加平台模块即可
视频监控平台逻辑上需要实现用户接入认证、系统设备管理、业务功能控制以及媒体分发转发等功能，因此对系统可靠性、安全性、可扩展性要求非常高。
本次方案，我们推荐采用科达嵌入式硬件平台作为视频监控平台部署。
平台是采用嵌入式、模块化设计架构，集成监控注册管理模块、交换模块、录像管理模块、数据库模块，实现前端IPC/NVR/DVS接入管理，用户登录认证，并可实现前端的视频码流中心存储、集中转发功能，提供报警联动、双向音频、电子地图、远程控制等业务功能。
采用1+1热备份模式部署，打造一个高可靠的监控核心平台，如下图：
4.3.3.视质轮巡系统的部署
网络监控技术为组建大容量视频监控系统提供了方便，大量的视频监控前端又给系统管理员提出了难题，前端摄像机图像出现问题时往往在后端应用人员看到该点后才能知道该点出现了问题，需要去解决，而这种情况又经常出现在突发事件发生后调用前端录像时才知道。
视频轮巡系统很好的解决了此问题，科达视质轮巡主机通过网线接入到核心交换机，通过交换机连接到视频监控中心平台，自动从监控平台获取前端视频进行检测，对问题前端给出截图和数据提供给系统管理员，便于管理员及时解决问题。
4.3.4.手机监控系统的部署
随着移动网络的发展和大屏幕智能手机/PAD的广泛应用，基于移动终端的视频监控业务也得以快速发展。
本次项目，在中心机房配置科达手机监控网关实现手机/PAD监控功能。
手机监控网关主要完成手机客户的注册、连接，并对平台交换过来的视频进行码率适配和视频格式转换。
手机可以通过B/S和C/S两种方式登录网关，浏览平台的图像资源，具体功能如下：
1、门户登陆
M_CU通过网关进行用户认证和获取监控点列表。
为完成用户认证，需输入网关地址、客户域名和用户信息。
网关地址为HTTPURL。
用户信息包括用户名和密码（用户名不要带客户域名）。
这些信息皆可保存。
如果认证通过，M_CU会展现已分配给该用户的所有监控点的列表。
当监控点较多时，可分页显示。
可输入特征字符串来搜索设备。
2、视频浏览
选择监控点后，可以进行视频浏览。
支持全屏浏览模式。
网关可提供清晰和流畅等两种类型的码流，用户根据实际网络情况进行选择。
2G网络只支持流畅版视频，3G网络可选择清晰版视频。
3、云镜控制
支持对前端设备进行云镜控制，包括：
运动控制（上、下、左、右）、视野控制（远、近）、焦距控制、亮度控制（亮、暗）。
支持对云台和镜头的控制步长进行设置。
因采用平台解析协议的方式实现，M_CU支持平台已支持的全部PTZ协议。
4、数字云台
数字云台是特色功能。
不管前端摄像头是否支持云镜控制，都可以进行数字云台操作。
对于进行数字云台操作的监控点，不同M_CU看到的画面完全相同。
对于来自不同M_CU的命令，叠加生效。
当进行云镜控制后，数字云台复位，画面恢复为原始图像。
支持数字运动控制（上、下、左、右）。
可确保图像平滑移动，水平方向每次移动可视范围的1/8，垂直方向单次移动象素数与水平方向相同。
支持数字视野控制（远、近）。
缩放时，可视范围的中心点不变（缩小时，到边界，中心点会做相应调整）。
CIF->QCIF、D1->QVGA：
可视面积支持2/4/8倍三级放大。
图形高和宽等比缩放。
D1->QCIF：
可视面积支持2/4/8/16/32倍五级放大。
图形高和宽等比缩放。
CIF->QVGA：
可视面积支持2倍单级放大。
图形高和宽等比缩放。
5、本地抓拍
用户手机终端可以在视频播放或录像回放状态下，用户可以点击手机控制软件界面上的“抓拍”按钮，实现终端立即抓拍当前播放视频的图像，并设置相应的设置存放路径。
抓拍图片保存成JPEG格式。
4.3.5.智能跟踪系统的部署
科达高清智能跟踪系统是为满足监控系统中对移动物体智能跟踪的需求而研发，具备多目标跟踪能力，可呈现高清分辨率图像。
系统由高清广角枪机、高清跟踪球机以及智能跟踪主机构成，实现枪球联动监控，同时给用户呈现全景和跟踪特写两路图像。
通过两百万像素的高清枪机和高清球机联动，在系统覆盖区域内达到“人看脸、车看牌”的水平。
系统采用自动跟踪锁定技术，可以快速定位移动目标，并且持续地将移动目标准确保持在画面中央，对于不同大小的目标，还可以自动调节画面放大倍数。
系统可以自动捕捉摄像机有效拍摄距离以内目标人的脸部和衣着特征，目标车辆的车牌。
目标跟踪模式分为三种：
自动跟踪、半自动跟踪、手动跟踪
1、自动跟踪：
自动跟踪全景枪机视场内警戒区所有目标，不需要人为干预，跟踪目标调配根据目标出现时间先后、目标是否已经抓拍特写、目标预估离开警戒区域时间进行确认
2、半自动跟踪：
即当出现多个移动目标时，值守人员想锁定跟踪其中任一个目标，此时可以手动鼠标左击枪机视场中任一锁
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