中小学综合视频监控系统解决方案.docx

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中小学综合视频监控系统解决方案

中小学综合视频监控系统解决方案 

广东天眼

中小学综合视频监控系统

解

决

方

案

杭州海康威视系统技术有限公司

第一章系统概述

学校是培养人才的摇篮，近期发生在校园的几起治安事件，如校门口恶性人身侵害事件、楼梯垮塌践踏事件、社会流氓滋扰在校师生事件等，造成非常恶劣的负面影响。

降低犯罪最有效途径是预防。

运用先进的技术手段，在一定区域范围内警戒可能发生的入侵行为，对发生的报警事件及时捕获、处理和记录相关影像，对重要的部门进出情况进行自动记录，对重要区域提供有效的保护等，是安全防范系统追求的目标，防范胜于救险，提高学校安全防范等级、加强校园的纵深防护迫在眉睫。

另外，安全防范系统不仅仅能够为学校和学生的生命财产安全提供保障，同时也能够为学校的教学活动提供帮助。

我们根据国家关于学校安防建设的规范，结合实际应用需求，本着高水准、高质量的要求，在设计上充分体现建设者的意图，并考虑到今后使用者的维护、使用的方便性，特制定本方案设计书。

1.1设计依据

《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》

《安全防范系统通用图形符号》GA/T74—2000

《民用闭路电视系统工程技术规范》GB/50198---98

《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

《多种广域网通讯协议：

FrameRelay、TCP/IP、IPX、NetBIOS、HSSI、PPP》

《电气装置安装工程工程电气设备交接试验标准》GB50150-90

《电气装置安装工程电缆线路施工验收规范》GB50168-92

《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB02198-94

《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

《安全防范工程行业标准》GA/T70-94

《建筑电气安装工程施工质量验收规范》GB50303-2002

《安全防范工程费用概预算编制办法》GA/T70-94

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB02198-94

《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-82

其它国家和教育行业颁布的相关规程和技术标准；

1.2建设内容

按照统一规划、分步和分级实施的原则，搭建以省、市、县、校

四级视频监控管理信息平台。

第二章总体设计方案

2.1本设计方案的特点和亮点

2.1.1方案实用性

系统方案设计的实用性体现在：

1）客观技术条件是否满足功能与性能的要求

本方案提供的单体产品、设计的系统结构均可满足技术要求，子系统详细设计部分对各技术要点有明确的说明。

2）解决关键问题

学校日常教学活动中面临学校大门外犯罪分子恶性伤害事件、社会无业人员在校内寻衅滋事、学生半夜翻越围墙、接送升学上学放学家长的车辆乱停乱放等问题。

本方案正是基于学校管理部门面临上述问题作如下解决方式：

解决学校大门外犯罪分子恶性伤害事件的问题

近来发生在国内的一系列校园内外伤害案件震惊全国，犯罪分子在校园大门口恶性伤人事件令家长谈之色变，如何将此类事件防患于未然是学校管理部门面临的难题。

本方案采用数字视频监控系统，一方面能对犯罪分子的违法行为起到威慑作用，另一方面在校外大门口指定的区域画出禁区，采用智能视频分析的方式，当有人在该区域内徘徊超过设定时间时，监控中心会发出报警信号，同时大屏幕电视墙上弹出该区域的画面，提醒值班人员注意。

影像资料保存在存储设备中，为公安机关的案件侦破提供线索。

解决社会闲杂人员在校内寻衅滋事的问题

校园常常发生社会闲杂人员进入校园内寻衅滋事、敲诈勒索、打架斗殴，干扰了校园正常的教学活动，对学生身心健康发展不利。

本方案采用摄像机智能跟踪系统，对进入校园的外来人员进行自动跟踪，及时消除潜在危险。

同时把图像进行保存，为公安机关案件侦破提供依据。

解决犯罪分子或学生翻越围墙的问题

学校周界很长，翻越2.5米左右高的围墙对于犯罪分子或学生来说不是难事，而学校现有的保安人员无法24小时对围墙周界进行兼顾，往往是顾此失彼。

本方案采用周界入侵报警系统结合智能视频分析系统，当有人翻越围墙时，即发生报警信号，提醒保安人员注意。

进入校园内的犯罪分子行迹将被智能摄像机跟踪，保安人员根据其行迹即可将其抓获。

预防校园踩踏事件的发生

2009年12月7日晚，湘乡市私立育才中学发生一起伤亡惨重的校园踩踏事件，造成8人罹难、26人受伤。

此类事件之前在其他学校也曾发生过，可见这不是一起偶然的事件，尤其是上学和放学这两个学生流高峰期，楼梯口、走廊是踩踏事故易发地。

本方案采用视频监控系统智能行为分析的功能，将楼梯口、走廊设为警戒区域，当区域内人员数量超过设定值时，就会发出报警信号，提醒值班人员采取应对措施对学生进行及时疏导。

满足及早发现接送学生家长的车辆违章停放

车辆乱停乱放、违章占道是学校管理部门面临的一大难题，车辆的违章停放分为校内和学校周边。

尤其是上学和放学的高峰期，接送孩子的家长违章停放的车辆阻碍了人流和车辆的通行。

校内违章停放的车辆干扰了学校正常的教学活动。

本方案采用数字视频监控系统，一方面能对违法行为起到威慑作用，另一方面在校外禁止停放车辆的区域画出禁区，采用智能视频分析的方式，当有车辆进入禁区时，监控中心会发出报警信号，同时大屏幕电视墙上弹出该区域的画面，提醒值班人员注意。

满足应急指挥的需要

通过开放API函数或SDK开发包，提供二次开发研发支持，与应急指挥中心平台融合，实现视频资源共享，为应急指挥提供信息资源保障。

基于SOA架构的开放式软件平台在制定软件接口时采用中立手段，与硬件、操作系统、编程语言都无关，相对于其它架构的软件平台，在实现二次开发技术难度较低。

软件接口类型很丰富，所能调度和控制的数据类型、所能实现的功能都更广泛。

为学校监督学生的行为提供技术手段

学生考试作弊是每个学校都会碰到的难题，作弊的手段越来越隐蔽化、智能化、多样化，令监考老师防不胜防。

通过设置在每个教室的摄像机，可以达到无人监考的目的。

在监控中心可以远程控制教室内的摄像机，可手动控制镜头的变倍、聚焦等操作，实现对考生细致观察和抓拍的需要。

为学校实现远程教学和校风校纪的考评成为可能

数字视频监控系统通过设置在教室内的摄像机将教学、实验过程的图像存储下来，通过授权，其他班级或学校共享该课堂教学的视频资料。

另外，在监控中心可以远程控制教室内和校园内的摄像机，可手动控制镜头的变倍、聚焦等操作，实现对校园环境细致观察和抓拍的需要，为校风校纪的远程考评提供依据。

为家长及时了解孩子在校情况提供技术手段

家长可以通过“教育便民服务”网站点击相关视频，可以查看孩子在校的学习和生活情况，这样可以更好的配合学校的教育工作。

是否有效合并次要环节

在系统设计时难免会牵涉很多技术环节，综合考虑所有技术环节，但在执行时将次要环节合并，纳入到以后实施过程中与用户详细沟通和讨论之后再决定对策。

比如：

用户组详细种类、应急预案执行细则等等。

海康威视为本项目提供对口软件开发团队和技术支持人员，在软件平台实施过程中，全程支持实施部署。

2.1.2方案可靠性

可靠性是指产品、系统在一定时间内、一定条件下无故障执行指定功能的能力。

产品可靠性

产品是构成系统的最小单元，衡量产品可靠性的主要指标是平均无故障时间。

所选摄像机、硬盘录像机的平均无故障时间超过20,000小时。

所选服务器的平均无故障时间超过50,000小时。

系统可靠性

系统可靠性牵涉面较广，通过以下技术手段能保证系统每个环节都具备高可靠性。

包括：

软件平台—管理服务器热备技术

软件平台中，管理服务器是核心设备，作为整套软件平台的管理中心，担负着设备管理、用户管理、登陆验证等功能任务。

管理服务器运行异常将导致系统无法正常工作。

因此，我们对管理服务器实现了热备技术，既可在多台管理服务器之间实现任务均分，又可实现某台设备为其它设备热备功能，单台管理服务器发生故障时，其它管理服务器依然能接续服务。

保证了系统运行的可靠性。

软件平台—接入服务器热备技术

软件平台中，接入服务器是核心设备，作为软件平台接入车载监控终端的组件，担负着设备注册、设备验证、设备接入等功能任务。

接入服务器运行异常将导致系统无法正常访问车载终端。

因此，我们对接入服务器实现了热备技术，既可在多台接入服务器之间实现任务均分，又可实现某台设备为其它设备热备功能，单台接入服务器发生故障时，其它接入服务器依然能接续服务。

保证了系统运行的可靠性。

软件平台—流媒体服务器负载均衡技术

软件平台中，流媒体服务器是工作压力最大的设备，所有被监控中心或分控客户端使用的视频流都将经过流媒体服务器，担负着视频流分发等功能任务。

流媒体服务器运行异常将导致系统无法正常访问前端视频图像。

因此，我们对流媒体服务器实现了负载均衡技术，既可使每台流媒体服务器的转发压力保持在平均水平，又可多台流媒体服务之间的备份功能，某台流媒体服务器发生故障时，其它流媒体服务器依然能接续服务。

保证了系统运行的可靠性。

软件平台—数据库备份技术借助上述技术能确保系统在长期运行过程中不会因为单点故障导致系统无法正常工作，从而有效规避系统风险。

2.1.3方案安全性

系统安全性应从安全防范体系层次来考虑，包括：

物理环境的安全性

通常指通信线路的安全、物理设备的安全、设备运行环境的安全等。

1）通信线路的安全性体现在线路备份、传输介质选择等。

2）硬件设备安全性体现在设备替换、设备拆卸、设备备份、防灾害能力、抗干扰能力等。

3）设备运行环境包括防破坏、温度、湿度、烟尘、UPS电源保障等。

操作系统的安全性

通常指系统关键节点设备所采用的操作系统，包括：

1）操作系统自身缺陷带来的不安全因素，主要包括身份认证、访问控制等。

2）对操作系统的安全配置问题。

3）病毒对操作系统的威胁。

网络安全性

本系统属于联网视频监控范畴，网络安全性是不可忽视的重要内容。

在系统设计时，充分考虑：

1）网络层身份认证。

2）网络资源的访问控制。

3）数据传输的保密与完整性。

4）远程接入的安全。

5）入侵检测手段与抗攻击方式。

6）网络节点设施防病毒。

应用安全性

主要指提供服务所采用的应用软件和数据安全性。

通常包括：

1）防止非法使用、非法操作

2）数据防篡改、防删除

管理安全性

管理制度从某种意义上极大地影响着整个系统的安全性，严格的安全制度、明确的部门安全职责划分、合理的人员角色配置都可以在很大程度上降低其它层次的安全漏洞。

2.1.4系统运营经济性

系统经济性是一个综合指标，它是众多参数调和的结果。

集中体现在：

1）充分延用已有建设

“利旧性”好与坏是衡量系统经济性、可持续发展的重要指标。

本系统设计时充分考虑校方已建安全防范系统和监控中心的持续利用。

在满足使用需求的前提下，沿用监控中心的显示系统，避免二次新建造成的投资浪费。

在满足使用需求的前提下，沿用原有的设备，统一接入到新建的综合管理平台，避免二次新建造成的投资浪费。

软件平台各服务器采用标准机架设备，沿用中心机房已有机架机柜。

客户端软件对计算机要求较低，可继续沿用用户闲置的计算机作为坐席员监控终端。

2）初期投资建设经济性与可靠性取得均衡

初期投资建设时，经济性与可靠性是一对矛盾体，往往为了提升系统的可靠性，会大量采取冗余、备份等设计思路，如何在经济性和可靠性之间取得均衡，是系统设计的重要环节。

对关键设备的定义。

对因为单点故障而导致系统无法正常工作的设备坚决实施“1+1”热备策略，比如：

接入服务器。

同时，建议用户未来也考虑对管理服务器实施热备。

对次关键设备的定义。

建议对因为单点故障而导致某项服务无法正常工作的设备实施“N+1”备份策略，即1台设备为多台设备执行热备，比如：

存储服务器。

监控终端选择嵌入式低功耗设备，有利于降低系统能耗和用电量。

系统设计简洁明快，尽可能减少多层系统环节带来的设备投资和开销。

监控终端采用先进的H.264编码算法，比其它编码算法的编码效率高30%，同时我们对H.264编码算法进行了基于3G的优化，能实现低带宽下的高画质，结合变码率机制，全面节约了3G传输带宽和流量，进而节省了用户在3G流量租用费用。

监控终端支持目前国内主流3G通信模块，比如：

EVDO、WCDMA等，若用户在未来使用系统过程中，想更换通信网络，车载监控终端不需要更换，只需更换3G通信模块即可。

充分保护用户投资，体现了经济性。

监控终端和软件平台的安装、培训、使用和维护都很简便、易用，由此而产生的安装费、培训费、维护费都相对低廉。

3）将后期运营成本纳入统筹考量范围

视频监控的特殊性在于后期维护量较大。

如何降低维护量、减少运营维护成本，也是系统经济性的重要体现。

选择稳定可靠的监控终端。

监控终端自身优劣将严重影响到后

期维护量，监控终端必须由数项安全运行保障技术来支撑自身稳定可靠的运行。

智能化网管单元。

软件平台必须具备智能监测网管单元，对车载监控终端、服务器执行实时自动监测，能及时准确定位故障点和故障原因，减少人工排查故障的工作量，提升系统智能化水平。

远程维护与升级策略。

当监控终端面临内核代码更新换代时，能在监控中心实施远程维护、远程升级，减少人工现场升级

的难度和工作量。

2.1.5信息联动、共享与业务扩展

信息联动、资源共享与业务扩展是系统开放性的重要体现，是发

挥系统实战水平的基石。

1）资源共享

系统资源共享程度影响系统建成后复用度，高复用度系统能最大

限度地减少未来重复投资的几率，降低重复投资造成的浪费。

系统内部资源共享：

在视频监控网内部署客户端计算机可访问

权限范围内的系统资源。

视频监控系统资源可共享给车辆智

能调度系统，反之，视频监控系统也可利用车辆智能调度系

统统计、分析的技术指标，视频监控系统作为车辆智能调度

系统重要的问题复核手段。

系统外部资源共享：

系统资源在信息安全保障前提下可调度给

县/市应急指挥中心等其它政府职能部门使用，将系统建设效

益发挥到最大化。

在平台对接时，我司将开放建立通信和传

输信令所需的函数接口（API或SDK包），提供视频解码显示

所需的OCX控件包。

2）业务扩展

监控系统软件平台基于SOA（面向服务）架构模式，它更利于

用户在未来使用过程中针对业务流程进行系统优化。

监控系统软件平台能提供数据信息的二次利用、再利用，降低

开展其它业务应用的复杂度。

2.1.6系统开放性

系统软件集成平台能很好地兼容不同的异构子系统，不同的技

术、不同的产品都能纳入到该集成平台上来运行。

2.1.7扩展性

系统软件集成平台与其它管理系统（如OA系统）实现对接，并提

供完成集成工作的技术支持。

2.2系统总体架构

网络视频监控系统主要由前端监控摄像机、传输网络、存储设备、

服务器、智能视频分析设备、管理平台等组成，这几个组成部分可以

划分为4个系统层次结构－设备层、传输层、管理层、业务层，系统

结构图如下所示：

由上图可见，设备是系统的基础，传输网络是系统联网的基本保

障，平台是系统联网集成和应用的核心，业务应用是系统建设的最终

目标。

2.2.1系统拓扑图

组成说明：

（1）学校园区监控

视频监控系统主要由前端摄像机组成，根据现场不同的环境和应

用选用不同的摄像机，在教室内部可以选用室内模拟球型摄像机，在

教学楼楼梯口红外枪式摄像机，在教师办公区可以选用红外半球式摄

像机，在电梯轿厢内选用电梯半球专用摄像机，在校园室外开阔区域

选用室外球型摄像机。

图像资料通过硬盘录像机进行存储。

（2）县教育局级监控中心

县教育局级监控中心是整个教育安防系统的核心部分，是实现远

程设备管理、状态检测、权限管理、视频和数据转发的枢纽。

在县级

监控中心安装平台管理软件，采用大屏显示的方式，对所辖的学校的

图像进行轮巡和切换显示，可以实现远程授权管理和设备管理，发生

报警情况时，能及时复核，并通知学校本地工作人员采取相应措施，

同时可以对门禁进行远程授权。

（3）市/省级监控中心

市/省级监控中心可以接收报警信息，可以对全市/省学校的图像

进行轮巡显示，查询历史视频图像资料的功能。

2.2.2功能分级拓扑图

2.2.3下行数据流程拓扑图

2.2.4上行数据流程拓扑图

2.3建设原则

a）学校视频监控系统工程建设，应符合国家法规和国家现行工

程建设标准及有关技术标准、规范和规定的要求。

b）学校视频监控系统工程建设，应纳入学校工程建设总体规划，

并应综合设计、同步施工、独立验收。

c）学校视频监控系统中使用的产品和设备应符合国家法规和现

行相关技术标准，并经法定机构检验、认证合格或生产登记批准。

d）学校视频监控系统应选用稳定可靠、成熟先进和优化集成的技

术和设备。

e）学校视频监控系统设施基本配置应符合表1的规定。

序号安装区域或覆盖范围配置要求

1学校周界宜设

2学校出入口应设

3楼栋（单元）出入口宜设

4电梯厅宜设

5电梯轿厢应设

6停车场（库）出入口应设

7教室应设

8机动车停车场（库）区应设

9非机动车停车库出入口应设

10自行车集中停放区应设

11学校内主要通道及广场应设

12学校外围主要通道和区域应设

13操场、学校超市等人员活动场所宜设

14设备房（机房、配电房、泵房等）宜设

15监控中心内部应设

2.4系统详细设计

2.4.1主要功能要求

视频安防监控系统的主要功能应符合GB50348、GB50395的相

关要求，同时还应符合以下要求：

a）系统应具有图像切换功能，根据系统的配置应能实现控制摄

像机镜头、云台等功能；

b）系统应具有时间、日期的字符叠加、记录和调整功能，字符

叠加应不影响对图像的监视和记录效果，字符时间与标准时间的误差

应在±30s以内；

c）系统应具有视频联网接口，联网接口应符合DB33/T629的相

关要求；

d）系统宜能够通过局域网或无线局域网相连，实现远程监视、

录像回放、备份及升级；

e）系统应具有视频移动侦测功能，宜具有行为识别、目标跟踪、

车牌识别等功能。

2.4.2前端子系统总体设计

整个学校校园监控系统可以分为三道防线：

第一道防线：

校园周界、大门出入口，该部分主要采用周界监控

+智能行为分析的方式来实现。

校园周界采用室外快球摄像机或红外

枪型摄像机，大门出入口及其他与外界相通的出入口应选用低照度带

强光抑制功能的彩色固定摄像机和自动光圈镜头,应能清楚的辨别出

入人员的面部特征及机动车牌号。

第二道防线：

校园内道路、主要路口，该部分主要采用自动跟踪

快球摄像机以及全景摄像机来实现，另外在教学楼顶安装制高点远景

摄像机，配置自动云台，可以监控校园的任何一个角落，基本上做到

不留盲点。

第三道防线：

各教学楼、办公楼、宿舍楼室内，安装在楼梯口、

电梯口、走廊等位置红外半球/枪型摄像机，安装在电梯轿厢的电梯

专用摄像机，安装在室内外光照反差较大的位置的宽动态摄像机等不

同类型的摄像机来实现相应区域内的监控。

2.4.3校园大门出入口

校园大门口平时进出的人员和车辆较多，给管理带来很大的麻

烦。

系统采用高清摄像机（带车牌识别）DS-2CD976，该摄像机最高

分辨率可达2M（1600*1200）, 快门自动/1/25秒 ~1/30,000秒，同时

支持编码和抓拍功能,支持闪光灯同步：

最多可支持3路闪光灯同步

输出, 最低照度彩色：

0.05Lux/F1.2 30IRE，支持外部触发、网络触发、

视频触发（虚拟线圈）、RS-485触发抓拍功能,连续抓拍功能,车牌识

别功能,信息叠加功能。

车辆捕获功能

系统能对所有经过车辆进行捕获，除了能够捕获在车道上正常行

驶的车辆外，还具备捕获跨线行驶车辆的功能，并且具有自动选择有

效图片（有汽车牌照）、删除垃圾图片的功能。

在正常车速（10km/h～

160km/h）范围内的监控区域内规范行驶的车辆图像捕获准确率达99%

以上。

系统采用地感线圈检测车辆和测速。

车辆测速功能

系统在进行抓拍的同时测定车辆的行驶速度。

在40～120km/h的

测速范围内，测速误差在±6%之内；在120km/h以上测速值时，测速

误差在±10%之内。

系统具备分车型分别设置标志限速和执法限速值

的功能。

系统在采用地感线圈作为检测车辆的方式时，一个车道上安装有

前后两个地感线圈检测车辆，使用海康威视公司自主开发的独立硬件

—车辆检测处理器测量通过车辆的行驶速度。

该硬件主要由车检器

卡、测速卡等组成，专门用于测量车辆的速度，测速结果送给智能工

业相机处理。

车辆特征和车辆驾驶人面部特征高清晰拍照功能

在车辆通过时，智能工业相机能准确拍摄包含车辆全貌、驾驶室

内司乘人员面部特征的图像，并将图像和车辆通行信息传输给智能工

业相机终端服务器，并可选择在图像中叠加车辆通行信息（如时间、

地点、车速、方向等）。

在环境无雾包括雨雪天情况下，对监控区域内的规范行驶的车辆

图像包含车辆牌照等特征，能够看清楚车辆牌照和车辆全貌，图像能

分辨车辆类型、车身颜色和所载货物。

系统拍摄的图像可全天候清晰辨别驾驶室内司乘人员面部特征。

每辆车生成一张图片，系统可实时将数据上传至用户应用服务

器，本系统在使用室外模式智能工业相机终端服务器时，可暂存不少

于30万辆车的信息；在使用室内模式智能工业相机终端服务器时，

可暂存不少于120万辆车的信息。

当超出该车辆数时，自动对最前面

的数据依次进行循环覆盖，图像格式为1600×1200像素的

JPEG/24bit格式。

车辆牌照自动识别功能

系统可自动对车辆牌照进行识别，包括车牌号码、车牌颜色的识

别。

在实时记录通行车辆图像的同时，还具备对民用车牌、警用车牌、

军用车牌、武警车牌的车牌计算机自动识别能力，包括2002式号牌。

所能识别的字符包括:

阿拉伯数字“0～9”十个

英文字母“A～Z”二十六个

省市区汉字简称京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、

闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、

陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台；

04式军用车牌汉字军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成

号牌分类用汉字警、学、使、领、试、境

07式武警车牌字符WJ样式的字母数字

在环境无雾、