平安校園安防系統方案

導讀：平安校園安防系統方案設計時遵循技術先進、功能齊全、性能穩定、節約成本的原則。綜合考慮維護及操作因素，併為今後的發展、擴建、改造等因素留有擴充的餘地。

平安校園安防系統方案

本文主要內容：

• 平安校園安防系統項目概述
• 平安校園安防系統總體設計
• 平安校園安防系統詳細設計

第1章項目概述

1.1項目背景

針對校園的治安事件，如校門口惡性人身侵害事件、樓梯垮塌踐踏事件、社會人員滋擾在校師生事件等，嚴重侵害學生權益的案件日益突出。因此教育部、公安部等有關部門分別組織會議及下發文件要求加強中小學幼兒園安全防範工作，中小學幼兒園安全防範工作已經提升到整個社會安全層面。

有效解決當前校園安全存在的問題，確保校園安全，已經成為創建平安社會工作的一個重要內容。運用先進的技術手段，在一定區域範圍內警戒可能發生的入侵行為，對發生的報警事件及時捕獲、處理和記錄相關影像，對重要的部門進出情況進行自動記錄，對重要區域提供有效的保護等，是安全防範系統追求的目標，防範勝於救險，提高學校安全防範等級、加強校園的縱深防護迫在眉睫。

平安校園安防工程,也必須解決是應急預警，協調指揮的問題。為了便於集中管理和應急指揮，需要把現有的單個學校各自為政的監控系統，監控聯網實時瞭解現場情況，便於相關部門指揮決策，因此需要把各學校納入聯網監控系統。

1.2設計原則

平安校園安防系統方案設計時應遵循技術先進、功能齊全、性能穩定、節約成本的原則。並綜合考慮維護及操作因素，並將為今後的發展、擴建、改造等因素留有擴充的餘地。本系統設計內容是系統的、完整的、全面的；設計方案具有科學性、合理性、可操作性。

其具有以下原則：

先進性：校園監控系統的技術性能和質量指標應達到國際領先水平；同時，系統的安裝調試、軟件編程和操作使用又應簡便易行，容易掌握。該系統集國際上眾多先進技術於一身，體現了當前計算機控制技術與計算機網絡技術的最新發展水平，適應時代發展的要求。

可靠性：本系統基於可靠的網絡通信技術，能確保系統級別的高穩定性和可靠性，滿足7×24小時、全年365天的全天候長期穩定運行。

穩定性：校園監控系統的設計具有較高的穩定性，系統具有一整套完成的系統管理策略，可以保證系統的運行安全。

擴展性：校園監控系統設計中考慮到今後技術的發展和使用的需要，具有更新、擴充和升級的可能。並根據今後該項目工程的實際要求擴展系統功能，同時本監控系統設計中留有冗餘，以滿足今後的發展要求。

1.3設計標準

平安校園安防系統的建設依據國家相關法律規章、國家和行業相關標準、相關研究成果等資料進行規劃設計，具體如下：

1)各部委下發的通知文件：

《公安部關於聯合加強中小學和幼兒園安全整治的通知》

《關於全面檢查落實各地中小學和幼兒園安全防範工作的緊急通知》

2)城市聯網監控報警系統設計方面：

《城市監控報警聯網系統技術標準》（GA/T669-2008）

《跨區域視頻監控聯網共享技術規範》DB33/T 629-2007

公安部關於城市報警與監控系統的建設、管理、應用規範性文件（公安部科技信息化局彙編2009年3月）

3)安防視頻監控系統設計方面：

《中華人民共和國公安部行業標準》（GA70-94）

《視頻安防監控系統技術要求》（GA/T367-2001）

《民用閉路監視電視系統工程技術規範》(GB50198-94)

《工業電視系統工程設計規範》（GBJ115-87）

《安全防範系統通用圖形符號》（GA/T75-2000）

《道路交通安全違法行為圖像取證技術規範》（GA/T 832—2009）

《機動車號牌圖像自動識別技術規範》（GA/833-2009）

《闖紅燈自動記錄系統通用技術條件》GA/T496-2009

《建築及建築群綜合佈線工程設計規範》 （GB/T50311-2000）

公安部《警用地理信息系統系列標準規範》

4)視頻監控圖像質量方面：

《電視視頻通道測試方法》（GB3659-83）

《彩色電視圖像質量主觀評價方法》（GB7401-1987）

5)視頻系統網絡設計方面：

《信息技術開放系統互連網絡層安全協議》（GB/T 17963）

《計算機信息系統安全》（GA 216.1－1999）

《計算機軟件開發規範》（GB8566-88）

6)視頻系統工程建設方面

《安全防範工程程序與要求》（GA/T75-94）

《安全防範工程技術規範》(GB 50348-2004)

《電子計算機機房設計規範》(GB50174-93）

《建築物防雷設計規範》(GB50057-94)

《建築物電子信息系統防雷技術規範》(GB50343-2004)

《安全防範系統雷電浪湧防護技術要求》(GA/T670-2006)

《民用建築電氣設計規範》(JGJ/T16-92)

1.4設計目標

通過對近期學校事件分析可知，不法分子基本上都是強行闖入校園，或在學校門口作案；由此可見，各出入口是安防工作的重點區域之一，必須採用相應的視頻監控等措施，達到預防和及時反映的功能。另外，犯罪分子有可能，通過非正常的手段侵入校園，如翻越圍牆等手段，所以為了防患於未然，把好安全防範的第一道關，也必須加強周界等的安防措施，如採用視頻監控及周界防範系統。

因學校是人員密集區域，且因學校放學等時間固定，其人流量具有爆發性，所以容易在樓梯等部位發生踩踏事件，因此樓梯等人員密集區域，也應加強監控，一旦發現異情可立即採取預案，有效避免事故的發生。

針對學校一些容易發生打架鬥毆的場所，如操場等區域，也需要加強視頻監控。同時學校的主要道路口等也是事故高發地，所以也需要加強管理。

為了有效的保管學生及學校的財產，需在大樓宿舍等出入口、部份走廊及停車場及自行車棚等地方設置視頻監控系統，以達到安全保管財產的目的；同時大樓宿舍出入口是師生人身安全的重要一道防線，必須加強相應的安全監控。

單個學校的監控系統的圖像只能在學校監控室中保存，實時觀看圖像也只能在學校內部，由此產生的後果是應急指揮時需要了解現場情況的領導及公安部門不能在第一時間得到第一手資料，所以需要建設相應的監控中心實時監控，協調、應急指揮，在監控中心部署安防管理平臺系統，實現統一管理設備、用戶，統一調度等功能，更好的為學校管理、應急指揮等服務。

所以整個校園安防系統應建設以下幾部門內容：

1、校園安防前端系統

2、信號傳輸網絡設計

3、學校監控室

4、監控中心建設

5、管理整個安防系統的安防管理平臺

第2章系統總體設計

2.1設計思路

校園前端設置攝像機、周界紅外報警系統、報警按鈕以及門禁系統等，統一接入學校監控室，在學校監控室對視頻監控系統進行24小時監控及錄像存儲，學校監控室對報警信息進行處理；再通過網絡把視頻監控信息、報警信息等傳送至監控中心，由監控中心與公安部門等協調應急指揮；當上級部門需要介入指揮時，監控中心會把相應的圖像傳輸至上級部門，以便於上級部門指揮決策。

1、校園視頻監控系統

校園視頻監控系統主要由前端攝像機組成，根據現場不同的環境和應用選用不同的攝像機，在出入口選擇紅外攝像機及快速球機，在樓梯口和走廊設置紅外槍式攝像機，在周界可以選用紅外攝像機和快速球機，在校園室外開闊區域選用室外球型攝像機等。

2、校園報警系統

校園報警系統在傳達室設置報警按鈕，校園周界設置紅外報警系統；當校門處出現險情時，傳達室人員觸動報警按鈕，發出報警信息，報警信息在監控中觸發視頻聯動和聲光報警；當有人翻越圍牆，在翻越過程中，發出報警信息，報警信息在監控中觸發視頻聯動和聲光報警。

3、學校監控室

學校監控室設置硬盤錄像機、顯示器、控制鍵盤、網絡交換機和控制PC，硬盤錄像機負責視頻編碼和存儲並通過視頻輸出口在顯示器上顯示視頻圖像，控制鍵盤可對前端攝像機進行PTZ控制；為了實現聯網監控需要相應的網絡設備支撐。

3、監控中心繫統

為了滿足監控中心的功能，監控中心需要提供用戶管理、報警管理、監控管理、視頻流分發、存儲管理和報警聯動視頻存儲、設備管理、日誌管理等服務。

整個平安校園系統拓撲結構如圖所示：

圖表 1平安校園安防系統拓撲圖

2.2系統結構

校園監控系統結構

圖表 2 校園監控系統結構圖

監控中心繫統結構

圖表 3 監控中心繫統結構圖

2.3系統組成

2.3.1

校園監控系統組成

學校校園安防系統由前端設備、信號傳輸和監控室三部分組成；

1、前端設備包括各類監控攝像機，紅外對射報警器和報警按鈕等實現前端信息的採集；報警系統可實現與視頻監控等聯動；

2、監控室實現對監控系統統一管理和控制，並負責視頻圖像的存儲記錄，監控客戶端通過監控系統客戶軟件實現對監控系統的訪問、控制和管理；

3、監控系統的圖像質量和使用效果與信號的傳輸息息相關，所以設計時必須考慮合適的信號傳輸方式。

2.3.2

監控中心繫統組成

監控中心繫統由以下部分組成；

1、管理服務模塊：是整個系統的核心組件，提供統一的認證、授權、管理服務。作為管理服務器，對系統內的用戶、角色、權限、視頻監控設備、報警設備、各種服務器進行集中配置管理；作為應用服務器，提供各類安防監控業務。提供完善的日誌管理和審計功能。

2、流媒體服務模塊：支持實時視頻數據的轉發及分發；支持存儲數據的回放點播(VOD)；支持Qos管理，對帶寬進行合理使用；支持用戶和事件的優先級管理；支持級聯和分佈式部署；支持視頻流相關的統計信息。

3、WEB服務模塊：為系統管理、流媒體、報警轉發、集中存儲檢索等所有應用服務器提供統一WEB訪問配置界面，為前端監控設備提供統一遠程監視、查詢、系統管理預維護、參數設定、設備監測等B/S訪問界面。採用專用的WEB服務器中間件，WEB2.0技術，AJAX設計。

4、報警服務模塊：為系統實現所有報警（觸發）事件的管理、分發以及與技防聯網報警系統等集成信息的分發及上傳服務。支持的聯動方式有客戶端聯動（視頻圖像、聲光顯示、信息疊加）、雲臺聯動、通道錄像、報警輸出聯動、EMAIL通知、短信發送、通道抓圖等方式。並提供完善的報警日誌管理，方便事後查詢檢索。

5、解碼設備及顯示設備：實現圖像的顯示，需要相應的解碼設備以及相應的顯示設備。

6、客戶端：實時監控。認證訪問監控所有現場設備，可以實現輪循預覽、電子地圖等功能，支持簡單的矩陣解碼卡輸出控制。

2.4功能設計

通過以上分析可知，系統應能實現如下功能：

1、預警功能：採用周界防範、報警按鈕等報警系統，配合視頻監控等第一時間發現事故點，有關部門根據應急預案迅速反應，把事故損失控制到最小範圍，本系統應24小時可靠工作；

2、監視功能：採用高品質攝像機，獲得監視範圍內清晰的視頻圖像，滿足學校不同部位的監控要求，實現24小時監控；

3、硬盤錄像功能：前端攝像的視頻信號接入嵌入式數字硬盤錄像機存儲數據，錄像保存時間達到15天以上，以供事後調查取證；

4、聯網服務功能：通過嵌入式數字錄像機提供TCP／IP強大的視頻服務功能，可為以後監控系統聯網提供服務；

5、周界防範報警聯動功能：實現報警系統和視頻監控系統的聯動，在監視器上顯示報警所在位置的視頻畫面，提醒值班人員快速處理；

6、管理功能：管理人員或授權訪問人員，能通過訪問監控系統，實時預覽監控畫面、回放歷史監控圖像、下載監控資料等；

7、預留擴展接口，滿足今後監控點位的增加的需要。

第3章系統詳細設計

3.1前端監控點設計

前端攝像機是整個安全防範系統的原始信號源，主要負責各個監控點現場視頻信號的採集，並將其傳輸給視頻處理設備。監控前端的設計將結合學校實際監控需要選擇合適的產品和技術方法，保障視頻監控的效果。

作為監控系統的視頻源頭，攝像機對整套監控系統起著至關重要的作用。對攝像機的基本要求是：圖像清晰真實、適應複雜環境、安裝調試簡便。

3.1.1

監控點的選擇

視頻監控系統主要由前端攝像機組成，根據現場不同的環境和應用選用不同的攝像機，在出入口選擇紅外攝像機及快速球機，在樓梯口和走廊設置紅外槍式攝像機，在周界可以選用紅外攝像機和快速球機，在校園室外開闊區域選用室外球型攝像機等。應按如下描述來進行確定基本設置及類型選型。

如圖所示整個學校校園監控系統可以分為三道防線：

圖表 4 監控點佈置

第一道防線：校園周界、大門出入口，該部分主要採用周界防範報警+周界監控+出入口監控的方式來實現。通過分析發現最近發生的校園事件，犯罪分子主要是通過學校出入口強行闖入校園，所以視頻監控一定要把好出入口關，預防並及時發現隱患。校園周界採用室外快球攝像機和紅外攝像機全天候記錄視頻信息；大門出入口及其他與外界相通的出入口，應選能全天候清楚的辨別出入人員的面部特徵及機動車牌號的攝像機。

報警系統發出報警信號後，監控中心人員應及時動作，視頻監控等應定位事故發生區域，視頻監控可實現與報警系統的聯動，由此可實現有目的的、精確的跟蹤。

第二道防線：校園內室外包括操場、主要路口等，該部分主要採用室外快球攝像機。

第三道防線：各教學樓、辦公樓、宿舍樓室等，通過安裝在大門出入口、樓梯口、走廊等位置紅外攝像機等不同類型的攝像機來實現相應區域內的監控。

學校視頻監控系統設施基本配置如下表：

序號

安裝區域或覆蓋範圍

選用設備類型

1

學校出入口

紅外攝像機、智能球機

2

學校傳達室

報警按鈕

3

學校周界

紅外攝像機、智能球機、紅外對射

4

校園室外

智能球機

5

各樓出入口（包括宿舍門口）

紅外攝像機

6

樓梯口、走廊

紅外攝像機

7

停車場、單車停車棚

紅外攝像機

3.1.2

校門出入口

校園的校門進出口頗多，社會人員往往是通過學校出入口強行闖入學校，是整個校園安全防範重要的區域，為了加強對校園進出車輛及人員的管理，需在每個門口設置監控點，安裝攝像機時需考慮夜晚的光線很差，並且要求每監控點要看清楚進出車輛的車牌和人員的樣貌，為校園的管理提供事實依據。本系統設計固定紅外攝像機和快速球機的方式，實時記錄學校出入口信息。紅外攝像機負責24小時監控整個場景，滿足系統無盲區的要求；球機滿足監控系統靈活性要求，可通過定製預置位等在不同時段分別監視不同區域目標。

圖表 5 校門佈置

3.1.3

校園周界

校園周邊的圍牆一般都是多邊形，是整個校園安全防範最弱的區域，為了減少人力防範，防止犯罪分子及盜賊翻牆進入盜竊，需在周邊圍牆設置多個監控點。考慮到夜晚圍牆的光線很差，並且要求每監控點可監看範圍大，同時為了達到較好的防護級別，本系統採取快速球機種攝像機與紅外攝像機相互配合實現全方位、24小時的無盲點的監控。攝像機應安裝在周界保護範圍內，要求攝像機安裝時不留盲點，其佈置示意如圖所示。

圖表 6 周界佈置

校園周界採用一體化智能高速球，在進行全景監控和實時跟蹤。

3.1.4

校園室外

校園室外由於人員活動量大，也是極易產生爭執，嚴重的話可能發生打鬥情況，嚴重影響學校的正常管理，需要在此設置監控點。

圖表 7 校園室外佈置

校園室外監控點設計：由於室外監控的範圍很大，需要採用一體化智能高速球，進行全景監控。

3.1.5

各樓出入口

校園各棟樓進出口、宿舍門口頗多，是整個校園安全防範重點區域之一，為了加強對各個單元樓進出人員的管理，需在單元樓門口區域設置監控點，考慮到要求能看清楚進出人員的樣貌，本區域有全天候工作的要求，所以選擇紅外攝像機。

圖表 8 大樓出入口佈置

3.1.6

樓梯口、走廊

校園教學樓樓層通道非常多，是整個校園安全防範重點區域之一，為了加強樓層通道的管理，減少巡邏人員的勞動強度，讓監控人員實時監控到樓層通道的情況，發現警情能夠及時處理，需在教學樓樓層通道區域設置監控點，為教學樓的安全管理提供事實依據，本區域有全天候工作的要求，所以選擇紅外攝像機。

圖表 9 樓梯口、走廊佈置

3.1.7

停車場、單車停車棚

校園停放車輛面積廣泛，是整個校園安全防範薄弱環節，為了加強停車場、單車棚車輛和人員的管理，減少巡邏人員的勞動強度，讓監控人員實時監控到停車場、單車棚的情況，發現警情能夠及時處理。需在停車場、單車棚區域設置監控點，考慮到停車場、單車棚光線差，並且要求能看清楚車輛停放和人員活動情況；為停車場、單車棚安全管理提供事實依據，本區域有全天候工作的要求，所以選擇紅外攝像機。

3.1.8

周邊設備

1、安裝支架

室內攝像機的安裝固定，根據攝像機型號和現場情況可採用壁裝、吊裝及角裝等多種形式的安裝支架，安裝高度應不低於2.5m。

安裝在室外的攝像機，當可藉助建築物附著安裝時，選用相應的安裝支架安裝；若無合適的建築物供附著安裝，則需要選用視頻監控專用立杆，安裝高度應不低於3.5m。

2、室外端接箱

室外攝像機的供電、信號等需要在室外進行彙集，需用專用的防水箱進行端接。端接箱內部安裝架的設計充分考慮設備的安裝位置，同時具有防雨、防塵、防高溫、防盜等功能。不便於在立杆上部安裝設備箱的，在地面設置設備機櫃，其設計按照相關的規範標準執行，同時應具有防塵、防雨、防破壞等功能。

3.1.9

防雷接地及供電

對前端供電和控制部分，需要採取有效的避雷接地措施，充分保障前端的穩定性和可靠性。

前端監控的防雷接地主要從以下三個方面進行：

1、直擊雷防護

在直擊雷非防護區的每個視頻監控點均配置預放電避雷針，安裝於監控點立杆頂部。提前預放電避雷針利用雷雲電場周圍電場強度向針尖發射高壓脈衝特性，提前一定的時間引導雷電放電，不至於使局部雷雲電荷積累形成過大的雷擊強度，降低監控點雷擊接閃強度和電子設備雷擊電磁脈衝強度，提高了室外監控點的保護裕度。

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2、供電設施的雷擊電磁脈衝防護

電源防雷系統主要是防止雷電波通過電源對前端設備造成危害。為避免高電壓經過避雷器對地洩放後的殘壓或因更大的雷電流在擊毀避雷器後繼續毀壞後續設備，以及防止線纜遭受二次感應，本系統對前端室外防水箱220V電源進線以及室外防水箱到攝像機的低壓電源線路進行避雷接地。220V電源進線避雷標稱放電電流不小於10KV，接地線纜建議不小於6mm2。

3、均壓等電位連接技術

等電位連接是將正常不帶電（或不帶信息）的、未接地或未良好接地的設備金屬外殼、電纜的金屬外皮、金屬構架、金屬管線與接地系統作電氣連接，防止在這此物件上由於感應雷電高壓或接地裝置上雷電入地高電位的傳遞造成對設備內部絕緣、電纜芯線的反擊。監控點設備（含電源避雷器、控制信號避雷器）宜採用單點接地方式實現等電位連接，獨立接地電阻小於10Ω。

4、系統供電

系統設備建議採用UPS供電，電源質量建議滿足下列要求：

1）穩態電壓偏移不大於±2%；

2）穩態頻率偏移不大於±0.2Hz；

3）電壓波形畸變率不大於5%。

3.2視頻傳輸設計

3.2.1

傳輸方式的類型

監控系統中，視頻信號的傳輸是整個系統非常重要的一環，這部分的造價雖小，但關係到整個監控系統的圖像質量和使用效果，因此要選擇經濟、合理的傳輸方式。目前，在監控系統中最常用的傳輸介質是同軸電纜、雙絞線、光纖等方式，對於不同場合、不同的傳輸距離，應選擇不同的傳輸方式。

1、視頻監控同軸電纜傳輸

信號傳輸帶寬為50Hz～4MHz，傳輸距離在200m以內時，可選用SYV75-3同軸電纜；傳輸距離在500m以內時，可選用SYV75-5同軸電纜。

2、視頻雙絞線傳輸

視頻雙絞線基帶傳輸是用5類以上的雙絞線，利用平衡傳輸和差分放大原理。這種傳輸方式的優點是線纜和設備價格便宜，傳輸距離相對較遠。

3、光纜傳輸

常用的光纜傳輸是“視頻對射頻調幅，射頻對光信號調幅”的調製解調傳輸系統。光纜傳輸技術是遠距離傳輸最有效的方式，傳輸效果也都公認的好，適於幾公里到幾十公里以上的遠距離視頻傳輸。具體實施為普通視頻線、控制信號線（附近監控點）到光端機發射端，通過光纜把視頻信號傳輸到監控中心的光端機的接收機還原成視頻信號進行監控和存儲；控制信號通過光端機和光纜傳輸到前端設備，完成對前端雲臺、變倍鏡頭、高速智能球、其他聯動設備進行控制。

根據三種傳輸方式的特性，在學校校園的監控環境中心，三類傳輸方式比較如下：

1、圖像質量

光纖>同軸電纜>超五類非屏蔽雙絞線；

2、傳輸距離：

光纖>超五類非屏蔽雙絞線>同軸電纜；

3、傳輸成本：

光纖>超五類非屏蔽雙絞線>同軸電纜；

4、施工和維護難度

同軸電纜>光纖>超五類非屏蔽雙絞線。

3.2.2

傳輸方式的選擇

對於學校校園監控環境，信號線傳輸建議如下：

1、室外場所一般距離監控中心較遠，且因進監控中心信號有防雷的要求，宜選用光纖傳輸方式傳輸信號，有效地避免了視頻信號受到雷擊和靜電干擾和破壞，確保視頻信號的穩定可靠的採集和傳；

2、一般監控點到監控中心的距離不超過500米時，為確保監控系統的圖像質量，一般建議採用視頻同軸電纜傳輸方式；

3、當監控點距離監控中心距離較遠（超過300米）時，建議採用光纖傳輸方式；

4、當必須穿越複雜電磁環境時（如附件有大功率電動機）時，建議採用光纖傳輸方式。

3.2.3

電源及控制線路

前端攝像機建議採用UPS統一供電，UPS供電線路部署到每個樓層，通過變壓後輸出給前端攝像機，直流供電線路採用RVV2*1.0；

數字硬盤錄像機到可控雲臺攝像機之間部署控制線纜，採用RVVP2*1.0。

3.2.4

線纜敷設

除了選擇充分滿足標準的線纜之外，施工必須符合GB 50217-1994《電力工程電纜設計規範》的要求。我們建議以下基本要求：

1、線纜長度應滿足距離要求，避免電纜的破裂接續，若必須接續時，採用焊接方式或者專用連接器；

2、電源電纜和信號電纜應分開鋪設；

3、所有電纜應避開惡劣環境，如高溫熱源和化學腐蝕區等；

4、所有電纜應遠離高壓線或大電流電纜，不易避開時應各自穿配金屬管，並儘可能地埋入地下；

5、當在建築內鋪設時，應按建築設計規範選用管線材料及鋪設方式，埋於建築物體內；

6、電纜穿管前應清理管內雜物，穿線時宜塗抹黃油或滑石粉，進入管口的電纜應保持平直，管內線纜不能有接頭和扭結，穿好後應作防潮、防腐等處理；

7、電纜應從所接設備下部穿出，並留出一定餘量；

8、在電纜端做好標誌和編號，便於事後排查。

3.3學校監控室設計

監控室實現對監控報警系統的統一管理和控制，包括數字硬盤錄像機、顯示系統、報警主機及管理和網絡設備等組成。

監控室系統結構如圖所示：

學校監控室結構

3.3.1

視頻圖像顯示

視頻圖像可通過多種解碼模式在監控中心顯示，包括：輪詢顯示、報警觸發顯示和回放顯示模式。

1、輪詢顯示模式

輪詢顯示模式是在一個解碼通道上設置多個遠程監控通道，按照配置的順序和時間循環解碼，解碼後本地輸出，解碼時間達到輪詢時間間隔後，斷開連接並切換到下一個輪詢配置。

輪詢顯示

2、報警觸發解碼模式

報警觸發解碼是當有報警事件觸發時， DVR會選定報警事件對應的視頻源取流，本地輸出。

3、錄像回放

當執行錄像回放命令時DVR取出其按時間或報警觸發存儲的視頻流，在顯示器上顯示輸出。

3.3.2

設備控制管理

控制單元由鍵盤、DVR及多媒體操作軟件等組成。DVR對所有的攝像機圖像輸入進行處理和分配，以及控制系統前端所有的攝像機。所有監視圖像由DVR進行錄像。

DVR是整個系統重要的部分，它可以為監控系統的用戶提供強大的功能和獨具的特點。這些系統具備全矩陣切換能力，它將矩陣切換技術於計算機技術相結合，經過編程、設置可以手動控制或通過獨立的自動切換程序，讓任何一臺攝像機單獨顯示在顯示視器上。

DVR包括16路攝像機輸入、1路監視器輸出。為操作方便，可建立任意攝像機單循環、雙循環巡視組或者建立定時、定點攝像機巡視組等等，可以隨時調用到顯視器上，DVR可在每路攝像機的圖像上疊加標識字符、時間、日期、裝備符及運行狀態提示符，可在每個視頻輸出上插入日期、時間、攝像機號碼、攝像機和監視器狀態及可編程字幕。DVR可以滿足日後系統擴容的要求，可以利用現有的中心繫統來擴充分控。

本系統構成部分為：採集部分（模擬攝像機）、存儲及編碼（DVR）、傳輸和管理控制等部分。各部分因信令交互構成一套有機整體，合理部署設備，優化信令（數據流）流程，使監控系統更好地運作，整體效能得以最大限度地發揮。系統關鍵業務流程如下圖所示：

設備控制管理

3.3.3

視頻圖像的存儲

數字硬盤錄像機（DVR）是目前應用最為廣泛、技術成熟的存儲及編碼設備，DVR是目前主要的監控錄像存儲方式，實現視頻信號的接受、編碼和圖象合成，並將處理後的視頻信號輸出等功能，針對DVR錄像存儲做了很多創新和努力，旨在提高錄像數據的安全性、可靠性，延長磁盤使用壽命。

3.3.4

與監控中心聯網

隨著各學校建設好監控系統後，隨著業務的發展，提高各部門的應急反應速度，併為各部門應急指揮、決策提供第一手資料，各個學校各自為政的業務模式已經不能適應形勢的發展要求，所以為了更好的為整個系統服務，適應信息化發展的要求，必須建設聯網的監控系統。所以本設計必須考慮監控系統聯網的要求。

3.3.5

報警系統設計

1、系統概述

報警系統的作用就是利用各種類型的探測裝置，對建築物外圍區域或內部進行佈防，它可探測非法侵入，並且在探測到非法侵入或主動觸發報警按鈕時及時向有關人員示警。保安人員獲取入侵者方位，並迅速採取相應措施。一個完善的安防體系除了具備現代化的報警設備，還應包括訓練有速的響應力量，即警衛力量，將人防與技防科學的結合完成安全保衛的重任。

2、報警系統結構圖示

報警系統結構

3、報警系統組成

報警系統由以下部分組成：

1)報警探測器：探測和執行設備，負責探測非法入侵；

2)報警控制中心：負責佈防與撤防，響應報警信號，聯動其他系統。

報警系統設備的穩定性、耐久性、抗干擾等其它技術指標和具體使用功能，應符合〖入侵探測器通用技術條件〗GB10408.1-89的技術標準要求。平均無故障時間MTBF應符合C級要求（20000h），品質保證的使用壽命為8年以上（70000h）。

根據規範要求，各探測器發出報警信號至系統主機提示有警情發生的系統報警反應時間≤1秒。

愛方案公眾號（ID：ifangan）

4、報警系統設計

根據要求，報警前端探測器根據現場探測需要選擇紅外對射、報警按鈕等，通過報警線纜接入到消控中心硬盤錄像機報警輸入口，監控室還需要配置聲光報警器。

3.3.6

監控與報警聯動

前端報警設備與數字硬盤錄像機報警輸入端口相連，通過信號量的方式與視頻圖像聯動和觸發聲光報警，報警輸入口接收到報警信息後，產生相應的聯動信息。報警流程圖如圖所示。

報警聯動

當報警系統在設防後，整個系統的探測器處於正常工作狀態。當探測器探測到有異常情況時，將一報警信號傳送到硬盤錄像機輸入口。接收到報警後，硬盤錄像機一方面通過輸出口發出聲光報警，通知值班室值班人員，同時監視器從正常的多畫面瀏覽跳到相對應的一個攝像機的圖像，如果是球機，可以立即切換到預設位。以上動作都是以電流速度傳播，可以從確定報警開始，到所有的響應動作完成基本沒有間隔，做到及時響應。消除報警後，硬盤錄像機自動切斷輸出口輸出，系統恢復到正常工作狀態。

3.4監控中心設計

監控中心為實現系統管理、圖像顯示等功能，佈置服務器等。其視頻流向如圖所示：

監控中心繫統流程

3.4.1

系統管理

本系統設計對整個安防系統進行集中註冊、管理，安防監控管理平臺佈署在監控中心，監控中心實現用用戶註冊、設備註冊等註冊功能，以及戶管理、監控管理、存儲管理、設備管理、日誌管理、報警管理、電子地圖管理等系統管理功能。

3.4.2

監控中心顯示

根據平安校園系統的經濟性、適用性、可靠性和高品質的要求，本系統採用多路解碼器，採用LCD顯示器組成電視牆實時顯示視頻監控信號。

顯示模式可採用實時顯示、輪詢顯示、觸發解碼顯示及錄像回放等方式顯示。

3.4.3

視頻流分發

為節省網絡帶寬，以及降低前端設備的處理能力，在監控中心設置流媒體服務器；流媒體服務器是把實時數據流轉發給本網多個用戶，起到緩解前端設備壓力、節省網絡帶寬的作用，單臺流媒體服務器的服務能力為500路CIF實時數據流。

3.4.4

監控中心網絡安全

學校到監控中心之間主要傳輸數字信號，數字信號的傳輸離不開IP網絡系統，IP網絡由於其開發性和簡易性，產生了不少的安全問題，這些安全問題嚴重地威脅著系統的正常運行，因此建議監控中心從以下幾個方面入手，採取相應的安全措施和設備，提高各級監控中心的網絡層安全性。

1、防火牆技術

"防火牆"是一種重要的安全技術，其特徵是通過在網絡邊界上建立相應的網絡通信監控系統，達到保障網絡安全的目的。防火牆型安全保障技術假設被保護網絡具有明確定義的邊界和服務，並且網絡安全的威脅僅來自外部網絡，進而通過監測、限制、更改跨越"防火牆"的數據流，通過儘可能地對外部網絡屏蔽有關被保護網絡的信息、結構，實現對網絡的安全保護。

在監控聯網系統中，通過對網絡作拓撲結構和服務類型上的隔離來加強網絡安全。由於需要處理實時視頻數據流，應該採用高性能的硬件防火牆，採用ASIC芯片，直接在硬件設備中處理訪問策略和加密算法，在千兆位傳輸速率下，仍能提供多項功能，包括：封包分析、分類、加密、解密、網絡地址翻譯(NAT)及會話配對等。

2、防病毒

病毒是目前計算機網絡系統的最大風險之一，因此在監控中心部署強有力的防病毒系統是非常必要的。防病毒系統應該能夠提供高性能的防護和靈活性，保護網關、服務器和工作站的安全；它應該是一個完善的安全解決方案，提供先進技術來保護網絡中的各個層次；它應該能夠提供集中化的策略管理，為整個監控中心的工作站和網絡服務器提供可擴展、跨平臺的病毒防護。

3.5接入公安平臺

在接入社會資源時，根據公安部的要求，應採用網閘隔離系統等安全措施，可以安全地將外網數據傳輸到內網。本系統設計採用如下措施確保公安網的安全。

1、網閘接入

在接入社會資源時，根據公安部的要求，應採用網閘隔離系統，可以安全地將外網數據傳輸到內網。視頻網閘接入的體系架構如下圖所示：

設備佈置系統示意圖如下：

訪問校園報警與監控系統，客戶端從內部訪問外部視頻數據；

不改變原有的網絡結構，實現內外網安全隔離與視頻數據交換。

2、防火牆

"防火牆"是一種重要的安全技術，其特徵是通過在網絡邊界上建立相應的網絡通信監控系統，達到保障網絡安全的目的。防火牆型安全保障技術假設被保護網絡具有明確定義的邊界和服務，並且網絡安全的威脅僅來自外部網絡，進而通過監測、限制、更改跨越"防火牆"的數據流，通過儘可能地對外部網絡屏蔽有關被保護網絡的信息、結構，實現對網絡的安全保護。

本系統配置一臺4口的千兆防火牆用於公安網與公網對接，在監控報警聯網系統中，通過對網絡作拓撲結構和服務類型上的隔離來加強網絡安全。當各級公安監控中心與其他部門共享平臺之間應設防火牆，置於隔離網閘之前，實現網絡隔離作用。由於需要處理實時視頻數據流，應該採用高性能的硬件防火牆，採用ASIC芯片，直接在硬件設備中處理訪問策略和加密算法，在千兆位傳輸速率下，仍能提供多項功能，包括：封包分析、分類、加密、解密、網絡地址翻譯(NAT)及會話配對等。

3.6安防管理平臺設計

3.6.1

安防管理平臺架構

安防平臺體系結構設計，從根本上決定了系統所能提供的業務服務的規模和水平。基於事實上的工業標準的J2EE平臺和SOA面向服務的架構，是當前幾乎所有的企業級業務平臺所普遍採用的，被反覆證明是目前最強壯、最博大、最高效、最具伸縮性和業務擴展能力的平臺架構之一。

本軟件採用了在J2EE三層體系結構基礎上構建的面向業務的四層體系結構，如下圖所示：

平安校園綜合應用管理平臺結構圖

第一層為應用層，是面向於用戶實際操作的客戶端，是通過對安全管理具體業務的歸納、抽象，生成的各種應用模塊，通過這些模塊的組織，就可以支持不同的業務應用。

第二層為業務層，呈現給用戶專業化、個性化的具體業務流程和工具，是智能化的最終體現，是業務智能的最終表現形式。

第三層為中間服務層，是軟件平臺系統的核心，採用高性能的應用服務器中間件、各種智能引擎和系統管理工具，為應用層提供基礎服務、管理策略和方法工具。同時按照所提供的服務來管理、組織和調度設備和信息資源。

第四層為現場設備接入層，實現了安防設備和音視頻、圖片和文本等信息的歸納抽象，並接入到平臺進行集成管理，使用戶無需關心所使用的設備和信息資源的具體位置和形態，便於設備信息資源的組織和調度，更好的為業務服務。如：DVR、DVS、IP Camera、高清攝像機、第三方系統等。

3.6.2

安防管理平臺構成

安防管理平臺結構如下圖所示：

平安校園綜合應用管理平臺軟件組成

3.6.3

安防管理平臺功能

用戶管理

1、用戶分類

用戶分為系統管理人員（面向系統、網絡、設備等）與應用操作人員（業務流程與操作）兩大類；並對應到組織機構；系統管理員分為高級/全局管理員，管理員（普通），操作員分為高級操作員、普通管理員等。

登錄用戶可定義成系統管理員，也可以是操作員；大部分是獨立的，即登錄者或是系統管理員，或是操作員。在特殊應用場合，可以將兩者合二為一。

用戶登錄之後，自動生成用戶界面。

2、行為審計

系統軟件必須對所有登錄用戶進行自動的審計跟蹤，並保存審計記錄。

審計的內容應包括用戶註冊、驗證、權限設置、註銷等；系統對所有用戶的所有操作過程進行記錄，記錄的內容應包括登錄時間、重要控制動作、修改設置、報警處理、退出時間等。重要控制動作包括對前端設備的啟動、關閉、重啟等控制、對其它用戶控制有影響的控制（控制權限發生衝突時）及對設備的開始控制和結束控制動作。系統管理員可以設置平臺系統的操作審計策略。

系統對記錄的資料採取嚴格的防護措施，不允許更改和刪除；支持記錄數據的備份與恢復，導出/導入。

3、操作記錄

系統記錄全部的登錄用戶的全部操作記錄。記錄的內容包括登錄者名稱、時間、主機名稱、重要控制動作、修改設置、退出系統的時間等。重要控制動作包括對前端設備的啟動、關閉、重啟等控制、對其它用戶控制有影響的控制（控制權限發生衝突時）及對設備的開始控制和結束控制動作。對錄像資料的處理，包括回放、下載、上傳、剪輯等。

4、用戶數限制與優先級

根據前端設備的最大用戶登錄數量、連接數等限制，對登錄用戶進行數量的限制。系統面向教育行業，有上下級等明確的組織架構，需要有一套比較清晰的優先等級制度。

登錄用戶有優先等級、預覽/控制前端雲鏡有優先級、回放有優先級；報警聯動有優先級。

5、人員統計與狀態

人員的狀態：在線/離線；登錄時間、IP地址、在線時長等；

人員的基本信息：用戶名、所屬機構、職務、聯繫電話、手機、mail等。

監控管理

1、實時監控

通過C/S客戶端和WEB瀏覽器，不僅能夠單畫面或多畫面顯示實時視頻圖像；

支持不同畫面的顯示方式：單畫面、4畫面、6畫面、9畫面、13畫面、16畫面等方式；

能夠實現對前端雲臺鏡頭的全功能遠程控制，包括雲臺的旋轉和自動掃描、鏡頭的變倍變焦、快球預置位的設置和啟動、快球巡航軌跡的設定和啟動；

設定快球預置位啟動計劃，在不同的時間自動控制快球轉換到需要重點監控的部位；

畫面切換：可以分為手動切換、自動切換（計劃與任務方式）；

畫面文字顯示：包括組織機構、OSD、標識、通道名稱、日期與時間、觸發類別等。

圖表 21 監控畫面

2、分組輪巡

分組定義：由管理員在系統初始化時，根據教育系統的業務要求，對組進行自定義；管理員可以針對前端的設備廠家與型號、類型（DVR、矩陣、網絡視頻服務器、IP攝像機、光端機等）、組織機構、應用場所、管理部門等進行分組設置。輪巡：系統按照設定好的規則，在指定的操作終端上進行自動的監控圖像顯示。根據業務需要，可以分為組內輪巡、分組輪巡以及組合輪巡等。

3、雙向對講

通過DVR的視頻輸入通道實現對現場聲音和實時監聽和視頻音頻同步錄像錄音；

通過DVR的雙向對講接口，實現與現場人員的遠程雙向對講，並實時錄音。

4、回放功能

首先在回放主界面的左側列表中選擇要查詢的通道，再選擇點播類型、文件類型、開始時間、結束時間，除了對硬盤錄像機以及視頻記錄設備進行回放，還包括對視頻圖像的處理：編輯、上傳、下載等功能。

回放的基本功能：單畫面/4畫面、單進、單退、快進（1/2/4/8倍數）、剪輯、抓幀、下載等。

回放的高級功能：支持預覽畫面時的即時回放（即，在預覽畫面時，發現有異常行為，值班人員可以立即回放剛才發生的情景錄像）；多路同步回放功能；以及檢索查詢、剪輯、下載、合併、標籤；關聯文字描述、上傳等。

圖表 22 回放界面

5、字符疊加

可以在監控畫面上疊加所屬轄區（某區、某學校）、監控點名稱、預製點位置、日期時間、錄像狀態等字符和信息，也可以對某些信息在標題上顯示或通過鼠標點擊右鍵獲取與該監控圖像相關的更詳細信息；

可以對同一個監控點針對不同預置位疊加不同的字符，非常方便用戶快速掌握監控場景情況；

可以調整字符疊加的位置和字符的點陣。

6、數字矩陣

支持數字矩陣硬解碼和軟解碼輸出到電視牆上顯示；

支持多畫面同步顯示和輪巡顯示，支持多個預先定義的輪巡預案；

軟解碼輸出支持畫中畫功能；

支持CIF/4CIF/720P等不同圖像格式解碼還原顯示輸出；

支持實時視頻和錄像回放顯示輸出，可以實現多畫面同時回放。

7、視頻加密

安裝在某些場所的監控畫面，可以設定隱私遮擋功能（需前端設備支持），未經授權遮擋區域將不能被查看顯示。

8、報警管理

通過報警轉發服務器實現對技防聯網報警、視頻移動偵測報警、視頻丟失報警、設備狀態報警等所有報警進行統一的管理；

可以定義報警源、聯動規則，通過報警引擎自動關聯實時視頻和啟動錄像，啟動現場聲、光、門等設備，並將不同的報警信息發送給不同業務主管部門；

接收到報警後可以自動聯動預先定義的關聯監控點視頻，自動啟動快球預置位，也可以手動選擇附近監控點圖像進行視頻驗證複核和錄像；

所有報警信息自動保存到數據庫，可以統計、查詢和打印，可以通過報警事件來檢索錄像資料；

通過對報警轉發和聯動規則的定義，可以通過手機短信將報警信息發送給相應的值班人員和主管領導；

系統故障、磁盤清理等信息也可以通過手機短信發送給系統維護人員，通知維護人員及時到場維修維護處理。

流媒體管理

流媒體轉發服務器軟件實現對數據源申請數據流和多線程網絡分發的功能。它的數據源是DVR、DVS、IPCamera、PC-DVR等實時接入設備。

流媒體轉發服務器用於多用戶複用相同現場圖像的流媒體轉發管理和現場流媒體帶寬限制管理，限制管理的策略包括路數、用戶優先級和事件優先級等。

流媒體服務器作為視頻監控聯網系統中最主要的視頻資源管理服務器，用於監控中心多客戶端複用相同現場圖像的流媒體轉發管理和支持多級流媒體轉發管理和調度，支持網關管理，降低網絡帶寬和設備負荷。該軟件目的在於緩解網絡帶寬緊張的區域，對該區域內的視頻服務器的訪問全部通過視頻轉移分發單元軟件來進行轉發，使得該視頻服務器的視頻服務只佔一個通道。

存儲管理

用於集中存儲環境下按照管理中心軟件設定的計劃、策略執行高可靠性的圖像集中存儲、備份、檢索和回放管理支持補錄，支持報警集中存儲和重要事件集中備份管理。網絡存儲服務器軟件通過網絡獲取系統中所有視頻源的信息，存儲到大容量的存儲設備中。系統可以支持n臺計算機組成的分佈式集群存儲結構。

在這些計算機的通訊底層是我們的高性能通訊平臺技術。在正常運作的情況下，每一臺存儲計算機負責存儲整個系統中的某些錄像信息。首先我們需要定義存儲組，每一個存儲組有n路圖像組成。我們把一個存儲組綁定到一臺存儲服務器。

這樣全系統的圖像將通過不同的存儲服務器進行存儲。我們採用的模型是前端分佈式錄像和後端集中錄像的綜合方法。存儲管理服務器管理的對象可以是PC服務器存儲設備、DVR設備，也可以是磁盤陣列等。

設備管理

1、設備統一編碼：按照統一的編碼規則對設備進行統一編碼。

2、遠程設置和批量配置：能夠對前端DVR設備、快球攝像機等前端設備的參數進行遠程配置，對同一型號和同樣參數的設備進行批量設置，大大提高了系統的維護效率；

3、遠程狀態巡檢：能夠對前端設備的工作狀態進行定時自動或手動遠程巡檢，對設備的工作狀態進行統計管理，發現異常及時告警，便於值班人員掌握設備的運行情況，發現問題及時處理，防患於未然；支持斷線重新連接；

4、遠程控制：能夠對前端設備進行遠程重啟、校時，既可以手動控制，也可以通過計劃任務引擎定時自動執行這些控制。

5、計劃任務的自動執行和控制：通過任務和計劃引擎，可以自動執行某些特定的操作指令，如對前端設備的定時巡檢、對視頻傳輸限定帶寬的定時調整、遠程重啟、遠程校時、定時佈防撤防等。

6、設備在線時長、狀態檢測/統計等：對所有接入的設備進行在線時長記錄（統計並瞭解設備的運行穩定性、可靠性），支持手動/自動狀態查詢、生成設備統計報告、狀態統計報告。

日誌管理

系統平臺日誌主要包括本地日誌、遠程設備日誌、報警日誌，功能如下：

1、能夠將系統運行情況和用戶的主要操作自動生成日記，方便維護管理和用戶行為的事後審計；

2、所有日記能夠導出，具有日記數據保護功能，可以設定禁止修改功能，保證這些數據的真實性；

3、可以根據不同的條件查詢來源

3.6.3.7電子地圖管理

1、根據要求可配置多級顯示方式；

2、支持鼠標控制地圖上下左右移動；

3、電子地圖支持顯示監控點詳細信息，包括：監控點名稱、球機類型、安裝時間、所歸屬機構等信息；

4、點擊相應的監控點，彈出圖像，可對圖像作雲鏡控制。

任務計劃管理

1、任務計劃制訂：能夠將系統設備校時、數據和錄像資料備份、集中存儲錄像、設備狀態巡檢、分時段參數設定、快球預置位調整、設備重啟等設備的開關等週期性的系統管理、操作和維護工作任務制訂成工作計劃；

2、任務計劃維護：可以對制訂的任務計劃隨時進行添加、刪除、編輯、修改等維護工作；

3、任務計劃的啟動：系統能夠按照制訂的任務計劃自動執行，無需人工干預。

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