基于大数据技术的智慧平安校园建设方案V2.docx
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基于大数据技术的智慧平安校园建设方案V2
基于大数据技术的智慧平安校园建设方案
1背景
越来越多的大学在有线网络、无线网络、校园卡应用建设、公共信息服务、前端视频监控系统、入侵报警系统、消防系统、宿舍道闸门禁系统等方面积累了一定的建设基础，但是，这些系统在建设的时候，往往因为缺乏顶层规划，形成一个个孤岛，加大了统一管理的难度，限制了联动使用的效果。
如何在此基础上，融合这些系统数据，尤其是音视频数据，进一步完善平安校园基础设施，扩展校园安防平台和云存储，实现学校课室、实验室等教学场所的门禁管理。
基于大数据的智慧平安校园以泛在接入形成的大数据为基础，尤其音视频数据，采用智能化视频分析和结构化分析技术，充分融合业务数据进行智慧平安校园的应用建设。
大数据智慧平安校园体系的基础运行平台，软件方面包括：
●视频监控平台的视频结构化智能分析系统；
●平安校园分析系统；
●大数据中心业务迁移、对接及系统集成。
大数据智慧平安校园体系的基础运行平台，硬件方面包括：
●智慧平安校园平台的高性能服务器；
●视频监控平台的UPS供电系统；
2项目设计原则
整体设计指标需要达到以下要求：
●提升原有校园视频监控平台的视频结构化智能分析性能；
●升级改造原有平安校园视频监控平台的强电运行环境，最大功率和UPS支持时间要有较大幅度的提升，一般要提升到当前的2倍；
●大数据分析平台除了分析传统的关系型业务数据之外，还必须能够以校园网用户无线轨迹数据为主，配合一卡通数据、教务系统数据、DNS、DHCP等数据，以及用于集群计算和分布式存储的硬件设备，建设统一校园WIFI大数据学生安全分析平台，提供统一的接口开发应用，为学生、教师、管理层提供大数据安全服务与学生分析的应用；
●建设扩展配套的高性能服务器资源，提升原有系统服务器数量和综合性能；
●大数据中心业务迁移、对接及系统集成。
含方案设计、数据保护、临时运行环境搭建、设备迁移对接等。
3项目建设方案
3.1总体设计方案
基于学校现有的无线校园网数据源，以及在学校现有的数据平台系统上，构建统一的、分布式的无线轨迹大数据仓库系统，主要分为大数据仓库建设和管理及大数据业务分析建设。
在数据仓库构建方面，至少包括以下几个方面内容：
（1）通过采集数据源全量数据及增量数据，构建原始大数据仓库，从而更好的集中和积累校园应用数据，为未来业务系统及校园信息化发展提供数据的备份和积累；
（2）在原始数据仓库的基础上对原始数据进行聚类分析和标准化处理，形成聚类数据仓库，标准化校园的业务数据，从而推动校园业务系统的完善和标准化；
（3）建设数据管理平台，对整个数据采集、数据存储、数据标准化、数据建模清洗过程进行图形化配置、管理和应用。
在大数据业务分析建设方面，则需要分析校园大数据业务系统需求构建业务模型，根据模型对标准数据库进行分析和关联，形成应用模型主题库。
图：
总体技构架构
3.2系统各部分详细设计
●数据源采集
通过针对教育行业定制数据采集ETL工具库，采集学校WIFI设备数据，包括覆盖校区的无线设备，以及认证计费系统日志，提供集中度高、采集速率快、可分配数据访问权限、并具有详细的采集日志等功能。
在采集过程中，各采集频率需要根据业务需求、数据量大小等灵活制定，并且能实现对数据质量进行监控和迭代优化。
●Wi-Fi大数据仓库
构建学校Wi-Fi数据的大数据仓库系统，包括建设Wi-Fi数据的全量原始库、标准化数据仓库、应用模型主题库、数据管理及检索平台；
针对采集的原始全量数据及增量数据构建原始数据仓库，实现业务系统原始数据和增量数据的全量数据备份，同时为校内数据积累提供数据存储；
对原始数据仓库数据清洗及标准化处理，对WIFI数据、认证计费系统等数据等海量分散数据进行清洗预处理，并分析适配，形成数据分析表、入库存储，同时将如残缺数据、错误数据和重复数据进行处理，把结果集入库，并记录清洗结果，形成标准化WIFI数据库仓库。
●业务应用采用技术
前端的Wi-Fi分析大数据业务的分析展示平台：
使用SpringMvc+Mybatis+Druid+Shiro框架，大数据算法使用针对各业务需求开发的数学建模算法，比如k-近邻、决策树、朴素贝叶斯、Apriori算法、SVD奇异值分解等。
前端应用展示门户：
使用Jquery+EasyUI+Echarts组件，并采用了大量的可视化展示技术，通过如折线图、柱状图、仪表盘等呈现直观的大数据分析效果，可根据用户权限开放不同的可视化应用服务。
用户访问时使用统一的portal门户，在保证信息的安全的同时，提供访问和使用的便捷性。
●服务用户
用户访问时使用统一的portal门户，在保证信息的安全的同时，提供访问和使用的便捷性。
系统同时可以与学校现有的数字化校园的统一门户系统和统一身份认证系统进行对接，进行统一的访问，提高用户访问的便利性。
4建设范围
4.1建设内容
智慧平安校园建设主要包括以下内容：
●结构化视频数据分析系统
●数据中心UPS系统主机及蓄电池
●通用服务器
●大数据分析应用系统
●大数据中心业务迁移、对接及系统集成和相关培训
4.2系统架构及性能指标
序号
名称
基本性能指标
1
结构化视频数据分析系统
每套配置1台主机，不少于50路视频流并发处理性能
详见4.2结构化视频数据分析系统技术指标要求
2
数据中心UPS系统主机
每台不小于160KVA，预算含运输安装调试费用
详见4.3数据中心UPS系统主机技术指标要求
3
UPS蓄电池
12V100AH，配4套电池架，含运输安装调试费用
详见4.4UPS蓄电池技术指标要求
4
高性能服务器
2U，双路机架式服务器
详见4.5高性能服务器技术指标要求
5
大数据分析应用系统
详见4.6大数据分析应用系统技术指标要求
6
大数据中心业务迁移、对接及系统集成
详见4.7大数据中心业务迁移、对接及系统集成技术指标要求
特别说明：
（1）“结构化视频数据分析系统”要考虑与学校正在使用的视频结构化分析系统（如果有的话）兼容和并行工作，如果无法兼容，则需要考虑不低于80路视频流并发处理性能的系统作为取代方案。
（2）“大数据分析应用系统”要考虑与正在使用的校园大数据平台兼容（如果有的话），否则需考虑一套新的大数据平台作为取代方案，并且将原有的大数据业务系统迁移到新的平台上。
5技术要求
5.1结构化视频数据分析系统技术指标要求
序号
指标
技术规格要求
1
性能指标
配置不低于50路并发高清视频智能分析性能的功能模块
单台设备支持3种智能GPU业务板卡，可根据业务需求选择区域人员统计、出入口人数计数、人脸识别以及视频结构化智能板卡
业务板卡自带不少于10个GPU模块，1个CPU模块，支持自带不少于1个VGA接口以及1个USB3.0接口，支持不少于2个10M/100M/1000MBase-TRJ45接口、2个100M/1000MBase-X光口
支持视频结构化板卡之间的集群、失效替换、动态扩容及负载均衡等多种应用模式，支持动态扩容，分析性能随智能卡的数量增加线性增强
单张视频结构化智能板卡支持并发不少于10路1080P视频结构化
2
规格配置
4U机架式服务器
支持通用计算板卡、大数据板卡、GPU计算板卡混插，整机支持不低于8块业务板卡
机箱电源支持2+2冗余设计，标配2块电源模块，可扩展2块电源模块，支持电源热备保护和电源故障报警
单台设备硬盘槽位不少于24盘位，支持SATA/SAS盘
3
智能识别功能
支持机动车、非机动车、行人的分类检测，支持对行人、机动车、非机动车的特性信息和属性信息的提取，支持多种行人性别、年龄段、上下身颜色、角度等特征提取，支持车身颜色、车型等信息提取
智能录像浓缩功能：
通过设置智能拌线和禁区等，对录像进行智能分析，浓缩出有效的视频录像（要求提供公安部检测报告复印件并原厂盖章）
视频结构化功能：
在视频业务界面，可实现针对视频下发结构化任务，支持机动车、非机动车、行人的视频结构化功能；支持行人属性、机动车属性及非机动车属性的检索
过人数据检索功能：
支持人脸以图搜图检索，同时反馈结果
机动车/非机动车/行人分类检测功能：
支持对视频中出现的机动车、非机动车以及行人进行分类检测，并抓取相应目标物体的抓拍小图以及场景大图
行人属性信息识别功能：
支持行人年龄段、性别、上衣颜色、上衣款式、下衣颜色、下衣款式、鞋子、身姿、携包、发型等属性识别
机动车/非机动车/行人目标属性信息显示功能：
支持在视频画面播放时，机动车、非机动车以及行人目标属性信息的OSD叠加和显示
活动目标结构化功能：
支持提取机动车、非机动车、行人等活动目标的特征属性信息并抓拍目标图片，特征属性信息保存至数据库中，目标图片保存至存储设备中
机动车/非机动车/行人分类检索功能：
支持按时间段、任务、车型、车身颜色等属性信息进行机动车检索，同时能够查询该目标物体的场景大图和视频录像
机动车/非机动车/行人分类检索功能：
支持按时间段、任务等信息进行非机动车检索，同时能够查询该目标物体的场景大图和视频录像
机动车/非机动车/行人分类检索功能：
支持导入人员图片检索目标物体，或按时间、任务、年龄段、性别、上衣颜色、上衣款式、下衣颜色、下衣款式、鞋子、身姿、携包、发型等属性信息片进行行人检索，同时能够查询该目标物体的场景大图和视频录像
机动车/非机动车/行人检索结果导出功能：
支持导出视频中机动车、非机动车以及行人分类检索结果的场景大图
5.2数据中心UPS系统主机设备技术指标要求
序号
指标项
技术参数要求
1
系统要求
UPS包含有全功率整流器和逆变器的在线式双变换UPS，市电正常及电池状态时所有负载均由逆变器供电。
UPS须是数字UPS，采用全数字控制技术，整流逆变均采用全数字化控制，可靠性高，UPS内置并机功能。
UPS系统配置双母线同步控制器，便于实现双母线系统的同步输出。
UPS内置并机控制功能，并机组网快速灵活。
投标UPS须为采用IGBT高频整流、IGBT高频逆变技术的UPS产品，容量功率为160KVA/160kw在线式UPS。
UPS负载适应性：
负载功率因数超前0.7至滞后0.7范围内，UPS输出功率不降额，需给出实际带载能力数据。
电池配置只数灵活可调，调节范围30-44只偶数可调，便于电池故障维修、利旧，调节。
2
环境条件
环境温度：
工作温度：
0~+40℃
相对湿度：
≤95%（25℃,无凝露）
海拔高度：
0~1000米
3
设备电气性能
输入电压380VAC±15%
输入频率50±10%
输入谐波电流总含量＜3%
输入功率因数>0.99
整流器输出指标
容量：
输出满载工作时，对备用0.5小时的电池，充电能力应不小于0.2C10；
电压精度：
±1％；
具有电池均浮充自动控制、充电温度补偿功能和电池定期自动测试功能。
2.3.4逆变器输出：
输出电压：
380VAC，稳态精度：
±1％
2.3.5输出频率50Hz±0.1%（内同步）,输出频率应不发生突变
输出频率范围：
在输入频率为50Hz±10%时，输出频率应满足50Hz±0.5，±1，±1.5，±2Hz可调
在允许的输入电压及正常工作温度下由100%的由逆变电源输出满载功率给负载使用。
输出波形为连续的正弦波，在带100%不均衡负载时，波形失真度：
线性负载≤3％
非线性负载≤5％
输出电流峰值系数（UPS所允许的最大非正弦波峰值电流与输出电流有效值之比）≥3:
1
内置手动维修旁路，便于后期检修。
输出功率因数：
≥0.998（提供检测报告数据证明）
满载时系统效率：
≥95％，50%负载时系统效率：
≥95.5％。
（提供泰尔检测报告及TUV检测报告数据证明）
逆变器过载能力：
125%额定电流时10min，150%额定电流时60s
短路限流能力：
≥2.9In
旁路过载能力：
1000%额定电流时100ms
三相负载不平衡度100%时，三相输出电压不平衡度满足：
＜±1％（平衡负载）
＜±2％（100％不平衡负载）
输出电压相位偏差
在100%不平衡整流性负载时，三相输出电压相位差≤1°。
并机能力
具有多台N+1直接并联工作及负载均分性能，并机负载电流不平衡度≤5%，可并联数量≥4，多机并联或扩容时无需增加并机柜或集中旁路等设备。
噪音（距离设备1米处）：
66dB（A）
动态电压瞬变范围:
交流输入电压不变，负载从0－100%－0变化，交流输入中断或恢复供电时的输出电压变化量＜额定输出电压的±5％。
瞬变响应恢复时间:
从输出电压发生阶跃变化起到恢复到稳压精度范围内时止所需要的时间小于5ms。
市电电池切换时间
UPS在市电和电池两种状态间切换的时间应为0。
旁路逆变切换时间:
从逆变器停止工作时起，到电网直接供电时止或从电网直接供电起到恢复逆变器工作时止所需要的时间<2ms。
UPS内置维修旁路开关，实现UPS在线维护。
MTBF≥35万小时。
UPS安装方式需灵活，可支持靠墙摆放及列间摆放两种安装方式，标配或可选上出风散热方式。
4
设备监控性能
设备应能提供全中文监控及操作界面和全中文远程监控管理界面，应提供全中文显示的LCD显示器，尺寸不小于80mm×80mm，物理按键操作介面，能够显示输入输出电池电压、电流和相关运行状态和故障告警信息等。
系统应具有三遥性能
遥测项目：
三相输入电压，直流输入电压，三相输出电压，三相输出电流，输出频率
遥信项目：
同步/不同步状态，UPS/旁路供电，蓄电池放电电压低，市电故障，整流器故障，逆变器故障，旁路故障
对遥信项目，要求设备能够对每一类故障或状态提供继电器干接点。
接点额定容量为1A/50ＶDC（或0.5A/125Vdc）。
系统应具备通信接口
具备RS232、RS485（或RS422）或SNMP接口协议，且应具有良好的电气隔离（信号端子对地承受直流电压500V、1分钟不击穿或闪烁）；
协议格式须符合电网交1999（625）号文《通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统前端智能设备通讯协议》。
设备运行参数的设置
设备应具有智能判断功能，对于超常规的参数设置（错误命令），应能自动拒绝。
准确度
对三遥量：
开关量准确度应达到100%；
模拟量精确度应达到
直流电压误差≤0.5%
其它电量误差≤2%
非电量误差≤5%
设备显示面板或表头显示值应与从通信接口读出的三遥量值保持一致。
5
设备机械性能
外观工艺、检查：
机柜表面喷涂均匀、无破损；信号灯、开关、测量显示装置布局合理。
结构工艺：
部件排列合理、整齐；导线颜色和截面合理，布放平整，编号合理；接插件牢固；电源进出线符合工程需要；维修安全及方便；具备抗震措施。
机架组装：
有防振加固安装孔，接地应用铜质螺母，其直径≥M8。
标牌、标记：
应平整清晰。
5.3UPS蓄电池技术指标要求
序号
指标项
招标规格说明与要求
1
标称电压
12V
2
标称容量
≥单体容量100AH（20小时率）
3
电池尺寸
长≥382mm、宽≥172mm、高≥230mm
4
浮充电压
13.5V-13.8V
5
浮充状态电压差
完全充电后的电池进入浮充状态24小时后，各电池之间的端电压差≤0.48V
6
开路状态电压差
完全充电后的电池各单体电池开路电压，最高值和最低值之差≤0.1V
7
3小时放电率
≥75AH
8
1小时放电率
≥55AH
9
容量保存率
完全充电后，电池在25℃环境放置28天后，容量≥95%
10
使用寿命
使用寿命≥6年
11
保修时间
保修时间≥3年
12
认证标准
满足国家通讯行业蓄电池标准《YD/799-2002》，至少通过ISO14001、ISO9001
5.4高性能服务器技术指标要求
序号
指标项
招标规格说明与要求
1
基本配置
单台服务器配置：
芯片组：
不低于IntelC622芯片组
处理器：
2个Intel至强处理器，主频≥1.8GHz且≥8核，L3缓存≥25MB，
内存：
2条32GBDDR4内存，主频≥2666MHz
硬盘：
2块900GB15K12GbpsSAS2.5英寸硬盘（含3.5英寸托盘），4块3.5英寸8TB7.2KSATA6Gb热插拔硬盘
阵列卡：
支持0/1/10/5/50RAID级别，配1GB缓存
网卡：
不少于2个10GSFP+接口，不少于4个千兆RJ45以太网接口
电源：
配置1+1热插拔冗余电源。
2
厂商
国际知名品牌。
3
市场地位
市场地位：
提供投标硬件产品厂商的权威统计机构证明报告（根据权威统计机构2016年全年中国市场X86服务器出货量排名报告），要求排名靠前的厂商
4
规格
2U机架式服务器。
5
芯片组
支持Intel至强可扩展处理器家族铜牌、银牌、金牌及铂金处理器产品。
6
处理器
可选最大可支持至20核处理器。
7
内存
最大支持≥768GB内存扩展或最大支持12根内存插槽
8
硬盘
最大支持16个硬盘扩展。
支持内置两个M.2且支持RAID0/1
9
阵列卡
可选RAID6/60,最大支持4GB闪存。
10
电源
实配电源输出功率≥750W80+铂金电源，
支持240V高压直流。
11
冷却系统
支持6个冗余热插拔系统风扇。
12
I/O扩展
最大支持6个六个标准PCIe插槽。
提供前置USB口可连接手机管理服务器。
13
工作温度
支持ASHAREA4标准，工作温度最高支持45°C。
14
服务器管理
提供硬件集中式资源管理系统，可简化基础结构管理、加快响应和提高硬件系统可用性，可自动发现、清点、跟踪、监控和配置服务器、网络和存储硬件，提供如下功能：
1）硬件管理：
可免代理进行硬件管理，可自动发现可管理的设备（包括服务器、网络和存储硬件），收集受管设备的清单数据，使受管硬件清单及状态一目了然，包括查看状态和属性、配置系统和网络设置、启动管理界面、打开和关闭电源以及远程控制；展示机架视图将受管设备进行分组，以反映数据中心内真实的机架安装情况。
2）硬件监控：
可集中查看从受管设备生成的所有事件和警报，事件或警报将传递到集中管理平台，并显示在事件或警报日志中，可从仪表板和状态栏中查看所有事件和警报的摘要，同时可查看特定设备的警报和事件详细信息。
操作系统部署
3）操作系统批量部署：
可管理操作系统映像的存储库以及可同时将操作系统映像部署到≥20台受管服务器。
4）配置管理：
可使用一致的配置快速配置和预先配置所有服务器。
配置设置（如本地存储、I/O适配器、引导设置、固件、端口以及IMM和uEFI设置）保存为服务器配置模板，可应用于一个或多个受管服务器。
更新配置模板后，这些更改将自动部署到所应用的服务器。
5）固件合规性和更新：
可集中将固件合规性策略分配给受管设备，简化固件管理，监控对这些设备的清单作出的更改，并标记任何不合规的设备，可使用从所管理的固件更新的存储库为该设备应用并激活固件更新。
6）用户管理：
支持集中认证服务器管理用户帐户和认证用户凭证；支持三种类型的认证服务器：
本地认证服务器、外部LDAP服务器（MicrosoftActiveDirectory）和外部SAML2.0身份提供商（MicrosoftActiveDirectory联合身份验证服务（ADFS））；具备用户操作审核日志，提供用户操作（如登录、创建新用户或更改用户密码）的历史记录。
7）与主流管理平台集成：
提供与MicrosoftSystemsCenter和VmwarevCenter集成的插件模块，通过插件模块可提供物理设备发现、监控和管理功能。
须提供插件下载网址。
8）移动APP管理功能：
提供支持Android和iOS的移动APP，通过APP可以集中监控查看设备的状态、审计日志和报警信息，以及执行设备电源开关动作等。
须提供移动APP下载网址。
15
故障定位
支持针对处理器，内存，内部存储，风扇，电源，阵列卡等关键部件的故障预报警机制。
支持针对处理器，内存插槽，风扇，电源，CPU板的LED故障报警指示灯支持可选的手机故障诊断面板。
16
服务
不少于三年7x24小时保修服务，全国部分城市宕机4小时上门服务；
5.5大数据分析应用系统技术指标要求
5.5.1第一部分：
数据采集与治理技术要求
序号
技术指标要求
1
提供数据源调研，数据质量判断，采集和治理策略定制等服务
2
对校内信息采集与集成：
完成需要的业务系统（包含：
主要采集现有的近3000个无线wifi探针设备、DHCP服务器、视频监控数据等）调研、梳理、采集和入库存储，提供针对业务系统的采集策略和方式定制，包括特定的接口对接开发和特定的工具开发
3
需要的数据主要为校内各类非结构化数据，需要进行数据集成，并进行对应格式转换入库。
根据数据内容、容量、采集频率等定制存储和管理策略，包含去重，保存周期，压缩比例等内容
4
建立合适的数据模型，对采集的数据进行抽取、清洗、加工和整理；依据数据仓库及大数据相关规范，合理制定并完成数据存储及异构数据关联；
5
对于新增数据的采集部份，主要负责数据采集、数据采集过程监控、采集流程优化、清洗、数据加载入库等操作。
要求对新增的需要的数据的增量管理和采集存储
6
需要对采集的数据进行抽取、清洗、加工和整理，包括清理源数据中的噪声数据和无关数据、处理遗漏数据和清洗脏数据和空缺值、识别删除孤立点、实现数据的汇集，最终确保数据的质量和高可用性。
7
治理不完整的数据，实现对不完整的数据，列出缺失的内容，提供缺失数据列表文档，辅助学校完善数据，完善后配合写入数据库。
8
定制数据多条数据判断逻辑制定，实现过来错误的数据，列出错误数据列表，用于辅助学校校正数据。
9
对重复的数据，需将所有字段筛选出来，然后进行确认并去重。
使经过清洗的数据满足以下要求：
单一字段中不存在多种信息；
相同对象的名称表达一致；
缩写词、惯用语的表达一致；
值与字段名含义匹配；
同类数据的计量单位统一；
同一字段内的数据格式统一。
10
对所采集的源数据进行梳理和清洗，建立干净、清晰、简约的数据仓库；
11
提供在平台既有的采集工具的基础上，根据学校数据质量和数据内容，调整和优化采集和治理的工具。
形成特有的工具集存储大数据管理平台。
5.5.2第二部分：
智慧校园平安系统技术要求
序号
技术指标要求
一、学生行为综合分析
1.1
提供全校热力分析功能，基于全校所有学生的在校轨迹，分析学校的热力分布和趋势；
1.2
分析各类群体的热门访问地点，访问热度用不同颜色区分；
1.3
显示全校学生校内密度图以及趋势，支持选择日期、时间间隔，包括1d、1h和0.5h；
1.4
支持标注图、热力图两种呈现方式；支持时间轮询支持；
1.5
显示全校学生校内人流密度分布，可知校内访问高峰地点和时间、早上活跃时间点；
1.6
支持点击某栋建筑，在页面呈现到该建筑的热力图，按照楼层分别统计访问人员数量，可以查看每个房间的人员情况；
1.7
可以按照不同的群体标签进行搜索，搜索该群体的行为轨迹情况。
默认群体用户分类：
民族、性别、学历、成绩分类、生
升级会员 