数字校园视频监控解决方案

校园视频监控系统校园视频监控系统 设计方案设计方案 动力盈科实业 深圳 有限公司动力盈科实业 深圳 有限公司 VIDEOTRECVIDEOTREC IdustrialIdustrial Co LtdCo Ltd 二二 一一年八月一一年八月 1 目目 录录 第一章 系统概述 3 第二章 系统需求 4 第三章 建设目标 4 3 1 目标 4 3 2 数字监控系统特点 5 3 1 1 优势 5 3 2 2 即插即用 随时随地 5 3 2 3 灵活集成 5 3 2 4 集中管理 节约成本 5 3 2 5 IP 监控的实用性 5 3 2 6 误区 6 第四章 视频监控平台设计方案 8 4 1 系统的设计依据 8 4 1 1 建设单位需求 8 4 1 2 国家和行业的有关标准及相关部门的有关规定 8 4 2 系统原则 9 4 2 1 系统软件的实用性原则 9 4 2 2 系统的先进性原则 9 4 2 3 系统的标准性原则 10 4 2 4 系统的可管理性与易维护性原则 10 4 2 5 系统的适应性与灵活性原则 10 4 2 6 系统的可扩展性原则 10 4 2 7 系统的开放性原则 11 4 2 8 系统的兼容性原则 11 4 2 9 系统的可靠性原则 11 4 2 10 系统的安全性原则 11 4 3 方案重点 12 4 4 平台结构描述 12 4 5 平台硬件 12 第五章 系统设计方案 13 5 1 系统整体架构拓扑 13 5 2 学校监控系统设计 14 5 2 1 系统主要组成 14 5 2 2 前端网络构架 14 5 2 3 校园监控系统组成的重要技术推荐介绍 18 5 3 后端显示和存储系统 20 5 3 1 高清数字电视墙 21 5 3 2 转发服务 21 5 3 3 录像监视存储系统 22 5 3 4 录像监视存储设备的选择 23 2 5 3 5 录像存储空间大小的计算 23 5 4 报警子系统 23 5 4 1 突发报警信息的电子地图显示 23 5 4 2 远程语音告警 24 5 4 3 报警信息提示 24 5 4 4 报警联动 25 5 5 系统组网方式选择与分析 26 5 5 1 传输通道选择 26 5 5 2 监控系统组网设计 26 5 5 3 报警设备与网络视频编码器间关联 27 5 6 网络环境支持 28 5 6 1 学校的网络接入 28 5 7 监控中心 28 5 7 1 中心设备 1 管理服务器 28 5 7 2 中心设备 2 客户端电脑 29 5 7 3 监控系统强大管理和处理功能 29 5 7 4 扩展应用 与报警主机软件集成 30 5 8 区级监控中心 30 5 9 市级监控中心 30 5 10 省级监控中心 31 第六章 系统平台功能 31 6 1 视频图像功能 31 6 2 警务图像功能 31 6 3 控制功能 31 6 4 管理功能 32 第七章 主要设备参数 33 7 1 网络智能高速球 VT NET9006W S36 33 7 2 网络红外摄像机 33 7 2 网络摄像机 34 7 3 网络红外摄像机 VT VNET IR 540 34 7 4 网络迷你高速球 VT NET100W A10 35 第八章 系统优势 36 7 1 图像浏览 36 7 2 图像增强 37 7 3 强大分布式架构 多级联网 37 7 4 合理的网络流量分配与控制 37 7 5 系统冗余与备份 38 7 6 双码流录像 38 7 7 移动帧测实时图像设置 38 7 8 录像文件快照检索 38 7 9 多级矢量电子地图 39 7 10 强大的防区联动报警 39 7 11 十六画面录像回放 39 7 12 独立布局和巡视组功能 40 3 7 13 心跳管理 40 7 14 定制开发与第三方系统集成 40 第九章 系统主要产品设备列表 41 第一章第一章 系统概述系统概述 校园视频监控报警系统 是实现社会治安综合治理的重要环节之一 发生 的任何闪失 都会给外的社会治安带来巨大的压力 甚至造成严重的后果 近 些年来 犯罪人素质和技术水平越来越高 魔高一尺 道高一丈 采用高科技 手段加强防范是当务之急 在高新技术数字化发展的今天 多媒体 数字化 全方位 是系统对监控系统的新要求 也是充分发挥监控系统的作用 实现 向科技要警力 的途径 监控报警系统通过对目的监控场所的重点区域进行 严密的二十四小时监控 不仅能在第一时间对各种违法犯罪事件做出快速反应 还能提供事件发生前后一定时间内的查证资料 同时采用监控远程传输技术实 现省局监控中心对各个的监控 为的管理工作提供更有效的管理手段 大大减 轻监管人员的压力 提高管理的效率和质量 还可以通过远程控制中心对监控 区域进行远程监控 能实现无人值班时进行实时录像 4 随着安防行业的数字化技术浪潮之后 大多数的录像设备基本上都采用的 数字硬盘录像机 在整个视频监控系统中 我们看到摄像机仍然采用了模拟信 号传输 给整个系统的构建带来诸多的不便 从技术发展的方向上看 视频监 控系统必将走向全数字化 摄像机前端应该采用全数字处理和传输技术 这将 会是一场安防产业的一次新的技术浪潮 特别是网络数字摄像机 采用非常紧 凑的体积 可以很好的从模拟摄像机过度到数字监控系统 从而实现监控系统 的数字化 IP 化 采用这些的 IP 模块 可以很方便地快速安装 部署一个网 络视频监控系统 而且对系统的维护方便 网络数字摄像机的应用 一个显著的特点就是其系统基于网络进行架构 将视频系统的采集压缩 传输 存储 检索 交换 显示 管理等功能模块进 行网络化 简单地分析 DVR 更多考虑保证本地存储的可靠性 而网络数字摄 像机 IPC 更多考虑网络的视频传输效率和质量 以及与外部系统的通讯规范 这两种应用模式有时会有冲突 目前的安防行业的发展趋势是网络数字摄像机 IPC 的 IP 化发展 从以前的模拟监控到现在的数字监控 从落后的现场监控到先进的远程监 控 从有人值守监控到现在的无人值守监控 视频监控正朝着数字化 网络化 规模化方向蓬勃发展 学校网络监控综合管理系统是基于 TCP IP 协议和最先进 H 264 硬编码技 术 集监控 传输和综合管理于一体的远程多媒体 视频 音频 数据 综合 监控系统 系统支持以太网 交换 快速以太网 ISDN DDN xDSL VPN 等多 种标准数字通信网络方式 收集从全省乃至各市不同学校传来的各种信息 视 频信号 音频信号以及数据信号 由监控中心的工作人员对其进行实时的监控 和管理 并可以进行远程控制等 使学校安全管理的流程更加安全 有效 学校网络监控综合管理系统彻底改变了过去各市 各区的各个学校独立监 控的方法 采用全省市范围的联网监控管理的模式 解决了传统监控方式下无 法克服的各种弊病 例如 省教育局无法及时监控各市教育局信息 各市教育 局无法及时监控各区分为内各个学校的信息 运作效率低 安全性差 管理成 本高 事故取证复杂困难 出事故后联动性差等 学校网络监控综合管理系统顺应现代技术发展趋势 具备诸多优点 5 1 基于当今世界应用最广的 TCP IP 网络进行传输 随着近年来中国 宽带网的建设 覆盖全国的宽带网络正在形成 为远程数字监控 系统奠定了硬件基础 学校系统使用数字化的远程智能监控系统 完全可以实现 2 克服了传统本地监控方式的缺陷 可以在全省各市 甚至各区的 进行联网监控 符合学校系统分市 各区和各个学校分布范围广 同时又需要集中管理的现实需求 3 传统的监控方式需要至少 3 套以上的网络和系统来实现学校系统 的全面监控 视频 音频和数据的监控 而学校网络监控综合管 理系统则将多媒体监控 图像 声音 数据 通信传输和 110 报 警联动管理有效地集成到同一网络平台中 实现学校系统的全面 监控 这样设备成本和维护成本降低了 系统可靠性大大提高 4 学校监控中心不仅能够监视任何远端现场并可与现场对讲 还能 与学校其他系统或设备如 红外传感器 各种报警装置等结合 实现内部集中管理 5 基于 IP 地址分配技术 每个学校用一个 IP 地址定义 当需要增 加监控点时 只需赋予其 IP 地址 不需要增加其他网络设备 扩 容非常方便 而且数量没有限制 6 系统采用 H 264 硬编码技术 可根据不同学校网络情况 对带宽 和 帧率进行调节 传输的带宽可以在 300K 到 2M 间调整 客户的网 络带宽要求很低 而图像质量可达 DVD 标准 集多个系统于一体的学校网络监控综合管理系统 可以整体上降低设备以 及网络建设和维护成本 大大提高学校系统管理的有效性 第二章第二章 系统需求系统需求 1 布防点设置在 6 全省各个学校的图像监控 全省各级教育局的联网监控 2 遵守 TCP IP 协议 3 支持多路实时传输 4 支持 RS485 232 接口协议 可远程控制云台及镜头 5 支持任意多点并发访问 且有权限设置 6 支持录像按时间 时间等要素检索 7 系统实现分布式管理架构 实现省教育局 市教育局 区教育局 每个区辖 的各个学校的四级图像管理中心 第三章第三章 建设目标建设目标 3 1 目标 目标 1 此工程最终实现四级分布式联网监控 通过本期工程完成各个学校的报警图 像远程视频传输到各个区教育局监控中心 各区教育局再连接到各个市级的 教育局监控中心 各个市级监控中心再统一连接到省教育局监控中心 实现 警情视频图像在总监控中心浏览管理 并且各个前端的学校的监控点跟 110 报警系统进行联动 当发生突发事件后能第一时间协助各个学校管理人员和 公安干警了解警情 处理警情 合理安排警力的出动 2 从公安和学校内部整体性和规范性的角度 编制统一的标准 对本期和今后 学校网点的监控系统进行统一规划 统一设计 统一管理 3 将所有的警情图像进行存储和汇总 将学校的各种犯罪行为都记录在案 便 于公安机关进行检查和备档 4 减少了因不明原因而造成的误报情况 7 3 2 数字监控系统特点 数字监控系统特点 3 1 1 优势 优势 利用校园网络优势 经过数字化并压缩后的图像数据可以达到网络能到达的地方 实 现远程监控 远程访问者不需用任何专业软件 只要常用的网络浏览器 如Microsoft IE 或Netscape 即可实时地监视及录像 DVR即数字硬盘录像主机 要基于已经大量安装的模拟监控摄像机等把模拟信号转换为 数字信号 再进行存储和处理 而网络摄像机内建有Web server和数字摄像头 可以将数 字化的视频信号直接通过网络通信传输协议 TCP IP协议 进行传输 而且我司系统平台 能够对主流的DVR进行接入 可通过平台进行DVR的控制 调用录像 特别是对模拟系统的 改造工程起到关键作用 无需更换设备直接可将原有模拟系统接入新的数字系统 3 2 2 即插即用 随时随地 即插即用 随时随地 无须像模拟摄像机一样必须安装同轴电缆 只要利用现有的网络就可以使用 网络摄 像机可以广泛应用在世界的任何角落 进行实时连续地传输图像 甚至可以在那些不适宜 布线的环境中 使用无线宽带网络完成远端监控及录像 3 2 3 灵活集成 灵活集成 只要有网络接口即可随时接入网络摄像机 3 2 4 集中管理 节约成本 集中管理 节约成本 无需专人管理 即插即用 无距离限制 又可省去布线的环节 节约了成本 3 2 5 IP 监控的实用性监控的实用性 IP 监控技术并不具有高度的复杂性 但IP应用吸取了其本身的安全性 并 向神秘的IT 领域进军 在这种意义上 新的技术和全新的环境对现实构成了威 胁并引发争端 IP 监控直接与DVR抗衡的这一事实引发了诸多问题 其中包括 对DVR 技术和模拟摄像机代表最终 也是最好的技术这一当前说法的质疑 我们面对的一个问题是 如果DVR仍是主导技术 那么 从制造商 安装商 集成商到最终用户和有关机构的整个产业都有其既得利益 在目前安防行业中 专门的单个品牌解决方案是比较常见和理想的 这为市场上错误理解创造了条 件 IP监控解决方案将多个厂商的最佳产品和服务结合在一起 为用户带来更 多的实惠 但是当前的情况和人们预期望的还有很大的差距 实际情况 人们普遍认为DVR 是最新和最好的技术 许多人还认为DVR 是 8 一种全数字网络技术 但事实并非如此 与VCR相比 DVR具有许多优点 无需 更换录像带 图像质量稳定 搜索快速 但是 到处是模拟电缆 这些电缆可 影响图像质量 且它们相当昂贵 IP 监控具有DVR的所有优点和更多的功能 包括 1 1 可升级性 可升级性 IP 监控可以单路摄像机的增加速度由1台摄像机增加到上千台摄像机 与 DVR 不同的是 它不会出现 16路的剧增 IP 监控可随时为各类摄像机提供各 种帧速率 并无限制 2 2 经济型架构 经济型架构 大多数设备都由双绞线相连 因此 若利用IP 架构则不需要额外布线 CCTV 安装项目中一项较大的开支 并管理着数据 视频 音频和其他文件 实现高效 低成本的管理 3 3 远程访问 远程访问 可在任何地方通过有线或无线网络 来安全地访问和控制实时或记录的视 频流 4 摄像机的智能性 摄像机的智能性 动态检测 事件处理 传感器输入 中继输出 时间和日期 以及其他内 置功能使摄像机可以做出智能判断 以确定报警发送的时间和对象 和视频发 送的时间 甚至帧速率或清晰度等 5 5 系统成本低 系统成本低 对于许多安装系统来说 IP 监控系统经实践证明是成本较低的一种系统 开放和标准的网络 服务器和存储设备使多个厂商可以参与市场竞争 打破了 单一厂商垄断DVR 市场的局面 此外 只需要较低的外加硬件作为安装和维护 成本 就能获得较好的性能表现 很清楚 IP 监控可节省相当多的成本 3 2 6 误区 误区 1 误区一 误区一 DVR 就是传统的就是传统的 CCTV 技术技术 与一些错误说法相反 DVR 并不是最终的解决方案 而是CCTV技术发展上 的一个里程碑 实践证明 IP 监控技术有其先进性 这两种技术之间存在着很 大的不同 如今人们才刚刚认识到这一点 2 2 误区二 误区二 IPIP 技术还不成熟技术还不成熟 若这种技术更好 那为什么安防解决方案的供应商们不大力推介这种技术 呢 IP监控的安装数量 以及集成商和代理商的数量每天都在增长 市场不久 9 就会发现IP 监控的优越性 以及支持这种系统架构的数量正在飞速增长 3 3 误区三 误区三 IPIP监控不能满足企业级应用的要求监控不能满足企业级应用的要求 安装规模越大 系统性能要求越高 则IP 监控系统就越能显示出极强的竞 争性和优越性 在上面得到的IP 监控系统的优点中 可升级性是高端用户所 要求的 4 误区四 网络视频图像质量没有模拟的好 误区四 网络视频图像质量没有模拟的好 质量好的网络摄像机带有与模拟摄像机相同的高质图像传感器 CCD 和镜 头 而且 通过采用视频服务器 模拟摄像机或现已安装的模拟摄像机可与 IP 监控系统结合起来 我们必须要强调 这是说高质量的网络摄像机是供专业部 门来使用的 这些高质量的专用网络摄像机不应与低端网络或电脑网络摄像头 混为一谈 实际上 这些类型的摄像机在功能上还达不到全功能网络摄像机的 水平 不久之后 当采用了兆象素级的清晰度 网络摄像机和 IP 监控技术就将 可以提供更高级的图像质量 而模拟摄像机却受到中百万 Pixel 等级的 清晰度 的限制 5 误区五 网络摄像机的成本比模拟摄像机高 使 误区五 网络摄像机的成本比模拟摄像机高 使 IP 监控的费用昂贵 监控的费用昂贵 网络摄像机确实比模拟的贵 因为它们包括相当多的功能 如 数字化 图像压缩和智能化 如果我们对硬件的总成本进行分析 摄像机 电缆和录像 设备 就可以发现IP 监控系统通常比DVR 更有优势 如果我们把安装成本考 虑进来 因为基于IP的架构在成本上比模拟同轴电缆低很多 所以IP 监控系统 的优点就更明显 此外 利用PTZ 控制的系统要求铺设附加线路 而IP 则不用 以太网电源是另外一种节约成本的功能 它不需要电源线 并与IT 网络中心的 不间断电源相连 6 误区六 如果我已安装了模拟摄像头 那么就不应选用 误区六 如果我已安装了模拟摄像头 那么就不应选用 IP 监控系统 监控系统 因为因为 DVR 才是我所需要的 才是我所需要的 其实未必如此 视频服务器技术可大显身手 领先的 IP 监控厂商不用投 入多大的资本就可获得视频服务器 视频服务器将模拟视频信号转换成网络数 字视频流 就好象是将模拟摄像机转换成网络摄像机 大多数 IP 监控安装项 目包括模拟摄像机 网络视频服务器和完全由网络摄像机所组成的单元 具有 全部网络功能的系统和已有的模拟摄像机 对于应用先进有的 IP 监控技术来说 不会产生什么障碍 7 误区七 通过网络传输全部的视频数据将出现过载 使这一技术无法应 误区七 通过网络传输全部的视频数据将出现过载 使这一技术无法应 用 用 10 若只有几台摄像机 那么现有的高速以太网 100Mbit 办公网络通常能满 足所有传输要求 对压缩而言 单个普通网络摄像机的视频流速度是每秒 0 2 到每秒 2 0 Mb 这取决于压缩率 大小和帧速率 对任何配置网络摄像机和视 频服务器的大型系统来说 我们推荐一种分离式网络视频系统 如果现有的线路很拥挤 那么需要建立另一套线路 就企业规模而言 本 地网内核应在千兆以太网上运行 利用目前的网络交换机和路由器 网络的分 割是很容易的 另外 可采取其他特殊的步骤来保证 IP 监控技术与系统的整 合 而不会对网络增加负担 另外 由于网络摄像机内置了智能功能 因此可根据事件 活动状态和时 间来确定发送信息的帧速率 在许多情况下 当视频有记录的必要性时 摄像 机才通过网络来发送视频 这种情况的概率可能只有 10 而有 90 的时间是 还需要传送视频的 8 误区八 通过 误区八 通过 IP 网络传输视频 以达到安全的目的是不可靠的 网络传输视频 以达到安全的目的是不可靠的 虽然互联网主要被应用于公共信息的领域 但在配有防火墙 VPN 和口令 保护等安全措施的情况下 互联网还可用来传输各种敏感信息 银行和金融机 构通常将互联网作为一种媒体 以在全球范围内进行金融交易 而且 目前互 联网已显示出用于安全监控等方面的应用 与这种新的数字技术完全不同 模 拟监控系统无法对信息进行加密或鉴别 使 黑客 很容易访问到有关信息 甚至还可以在网上篡改信息 这种情况在安全的 IP 网络上是不可能出现的 9 误区九 误区九 IP 监控没有其他技术可靠 例如当网络瘫痪时 监控没有其他技术可靠 例如当网络瘫痪时 在 60 70 年代开发 IP 网络架构的基础时 提供冗余能力是首先需要具备 的条件 同样 传输链路 应用服务器 存储器和交换机都有相应的维护阶段 和可选的通讯路径 存储器可被加固 且服务器可使用备份电源 热交换 RAID 盘 纠错内存和双模网卡 这都取决于网络设计者 虽然小型网络不可能配备所有的安全措施 但选 择高质量的网络 IT 组件比装有 VCR 或 DVR 的 CCTV 系统要更可靠 值得注意的 是 凭借标准的服务器和网络设备 系统更换硬件所用的时间和成本都比专业 的 DVR 解决方案要低 10 误区十 误区十 IP 监控至少还要等五年才能实现 监控至少还要等五年才能实现 这种说法是最大的错误 从 2000 年首台网络摄像机问世到目前为止 我们 已完成了许多项目 同时人们对 IP 监控的兴趣及这方面的订单仍在持续增加 无论是成本 性能 可靠性还是其他方面 IP 监控都是一种成熟的解决方案 并会不断发展和完善成为未来的核心技术 11 第四章第四章 视频监控平台设计方案视频监控平台设计方案 4 1 系统的设计依据系统的设计依据 4 1 1 建设单位需求建设单位需求 根据 市 大学教务处治安视频监控系统的实际需求与具体条件 为充 分发挥自身的产品与技术优势 提出目前阶段系统的建设方案 本方案完全符 合中华人民共和国相关条例和规范 本方案设计时主要依据以下三方面内容 1 市 大学校园监控安全防范系统需求书 2 公安部安全技术防范系统设计相关文件规定及国家和行业的有关标准 3 市 大学校园校区监控建筑平面图参考图及校内重点监控区域信息 遵循以上需求信息 大学校园监控系统的设计根据遵循以下设计标准 为 大学安全防范系统进行布点周密全面 数据传输安全可靠 设备性能功能先 进行 平台总体实现功能符合国内行业技术发展的标准及方向 且达到国内最 新技术 4 1 2 国家和行业的有关标准及相关部门的有关规定国家和行业的有关标准及相关部门的有关规定 公安部 公安智能监控中心建设与发展的若干意见 中华人民共和国公共安全行业标准 GA308 2001 GA T75 94 工业电视系统工程设计规范 GBJ115 公安部安全技术防范工程标准 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB 50198 1994 工业企业通信设计规范 GBJ 42 81 安全防范系统验收规则 GA 308 2001 视频安防监控系统技术要求 GA T 367 2001 安全防范系统通用图形符号 GA T 74 2000 民用建筑电气设计规范 JGJ T 16 2008 建筑电气设计技术规范 JGJ 16 83 12 电子计算机机房设计规范 GB 50174 93 计算机机房活动地板技术条件 GB 6650 86 电子计算机机房施工及验收规范 SJ T 30003 93 计算机房工程设计与施工 人民邮电出版社 1997 2 计算机房的建设与管理 防雷保护装置规范 IEC 1024 1 防止雷电波侵入保护规范 IEC 1312 1 低压系统中有设备的绝缘配合 IEC 664 1 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范 GB 50169 92 工业企业通信接地设计规范 GBJ 79 85 电力电缆设计施工规范 电器装置设计施工规范 4 2 系统原则系统原则 4 2 1 系统软件的实用性原则系统软件的实用性原则 在保证应用需求的前提下 系统集成软件设计时力求做到软件简洁 实用 充分考虑目前学校实际业务处理情况和信息系统建设的实际情况 尊重用户单 位现有的管理模式和经验 继承用户的实际运行惯例 方便使用 减少使用者 的工作强度 本系统充分利用现有的资源来满足用户需求 无须重复投入 可充分利用 系统已有的设备 保护客户的投资 尽可能地利用现有的一切信息资源 节约 成本 减少浪费 使系统的运用能真正做到实用 可行 有效 本系统容易理解 软件用户界面设计合理 充分考虑到实际使用的方便性 及舒适美观的视觉效果 具体形象的图标按钮和详细的在线帮助让操作人员使 用轻松自如 软件采用了人机界面良好的图形化界面 界面简明清晰 直观友 好 功能实用 操作和维护简单方便 用户安装相应软件后即可实现智能控制 包括对软件的管理 操作和配置等 即使系统操作人员非计算机专业人员 只 13 需要经过少量的培训 也能使系统有效地发挥作用 系统中主机设备和存储设备的选型 以技术成熟和性能可靠为标准 采用性能 价格比高的产品 而不是一味地追求技术上的先进性 设备选型符合国家和地 方政府的法规政策和行业技术标准 与用户及其上级管理部门的有关规定要求 相适应 与用户在经济能力方面的实际情况相吻合 最大限度地利用现有的环 境 设备 通信等资源 保证业主的投入产出效益最大化 4 2 2 系统的先进性原则系统的先进性原则 本系统采用的相关技术与产品均为目前主流应用技术 并保有升级空间 保护用户投资的长期有效 系统在实用可靠的前提下 尽可能追踪国内外先进 的计算机软硬件技术 信息技术与网络通信技术 充分利用科技进步成果 采 用先进的设备 软件 结构体系和其他先进技术的产品 保障系统的高效运行 系统软件采用模块化设计 针对不同用户层和不同环境的系统提供不同的设计 方案 在此基础上可以进行软件的二次开发 保证各项技术可以不断的更新和 升级以维持系统的先进性 使系统软件具有较长的生命周期 4 2 3 系统的标准性原则系统的标准性原则 系统设计时遵循最新的 ITS 国际标准 国家标准和行业标准 主要硬件设 备和软件的选型符合国内外相关标准及公安部门的技术规范 符合公安部 省 厅和 平安学校 工程的整体规划要求 符合公安部交通违法业务处理系统的 数据规范和代码标准 在软件开发管理上遵循 ISO9000 CMM 认证标准 与系 统建设目标 要求相一致 4 2 4 系统的可管理性与易维护性原则系统的可管理性与易维护性原则 系统设计中 充分考虑系统日常运行中的管理与维护的有效与便利 采用业内通用的易于维护的系统平台 考虑软件的体系结构 开发平台 开发工具及合理的网络体系结构 14 设计友好的操作界面 业务流程清晰 符合常规业务处理习惯 包含有完 整的业务操作文档 使用简单便捷 保证业务处理的快速与准确 系统软件配置体现自动化 避免复杂的系统配置文件 系统软件升级自动化 减轻升级部署的工作量 系统维护管理的操作简单 方便 备份及数据恢复快速简单 并在系统中 建立完整的系统维护文档 为系统维护人员提供方便 系统运行的高稳定性和高可靠性使系统维护人员有较少的工作量 系统具 有自诊断和自恢复功能 部分系统故障可以由系统本身自行修复 或者帮助维 护人员定位和排除故障 从而进一步减少工作量 4 2 5 系统的适应性与灵活性原则系统的适应性与灵活性原则 集成系统平台在不断改进中日趋完善 为适应发展中的管理要求 可以对 应用系统随时做出灵活的调整 这就要求系统的模块化程度高 数据与程序相 对独立 程序与控制参数相对独立 以便于系统的调整与升级 适应不断发展 的管理需求 4 2 6 系统的可扩展性原则系统的可扩展性原则 系统软 硬件采用模块化结构 各模块功能明确 系统配置灵活方便 可 以根据用户的实际情况和具体要求增减相应模块 使应用更具合理性 系统结构易于扩充 提供了灵活的系统组合 用户可根据需求灵活配置设备数 量 当本系统需要变更数量时 只需增加相应独立的设备即可融入现有系统 完全适应今后可能出现的更大任务负载的要求 硬件平台具有可升级性 计算机系统的性能指标能够满足三年内系统发展 所需的存储量和处理能力的要求 主计算机系统可根据需要进行处理能力和存 储能力的扩充 当需要时可以增加新的计算机设备 同原有计算机设备一起工 作以提高系统的处理能力 保证原有资源的充分利用 系统集成软件平台采用通用操作平台 数据库系统和标准通讯协议 采用 15 模块化结构设计 技术平台和接口协议符合国家 行业和国际相关标准 具有 良好的互联 互操作能力 支持现有信息系统 指挥中心联网 支持二次开发 便于功能和规模的扩展和不断升级调整 4 2 7 系统的开放性原则系统的开放性原则 整个系统是一个开放系统 可用于企业内部网的相连 遵循最新的国际标 准 国家标准和行业标准 支持不同数据库的互访 提供与不同系统设备互联 的相关底层协议和有关数据 4 2 8 系统的兼容性原则系统的兼容性原则 设计时充分考虑系统和现有系统的兼容性 把系统集成平台作为智能学校 系统整体的一部分来考虑 系统集成平台可与以下系统相兼容 学校报警系统 学校其它可兼容系统 4 2 9 系统的可靠性原则系统的可靠性原则 系统设计遵循国际标准 能长时间稳定工作 运行可靠性高 同时系统具 有良好的容错能力 不会因用户的误操作引起程序运行出错 系统硬件设备的设计采用主流产品 降低系统中的不稳定因素 以保证系 统的高质量和高稳定性 系统软件最大限度地集成业界稳定且优秀的主流技术及组件 采用成熟技 术以降低系统的不稳定因素 计算机网络采用高可靠性的结构 提供较强的网络管理能力和故障管理能 力 系统在发生故障或输入数据不合理等情况下 有较高的抗干扰能力和控制 故障的能力 以避免系统发生停顿或遭到破坏而影响工作 系统采用先进的容错技术以提高可靠性 提供详尽的故障处理方案 以保 证系统的快速恢复 16 4 2 10 系统的安全性原则系统的安全性原则 系统中有关的图像信息关系到生命财产 为了防止数据的丢失和数据的恶 意篡改 系统设计时采用了可靠的防范措施 应用系统具备坚固的安全措施保 护关键数据 除对系统中用户进行有效的权限管理之外 对用户在系统中的所 有操作都做了详细日志记录 以便以后复查 通过集中的用户信息存放和受保 护资源的全局命名 在服务器系统中建立统一的安全管理模式 4 3 方案重点方案重点 实现安全性 保密性 高性能 少的系统维护量标准来建设本项目 4 4 平台结构描述平台结构描述 1 建立一套统一的视频监控管理平台 依托网通 VPN 作传输通道 在监控终 端上浏览各前端视频信号 通过统一的界面控制所有的摄像机 视频服务器 等设备 实现本需求中的所有系统功能 2 平台系统具有自动连接功能 当网络中断后再复通 管理平台下的所有设 备应能够自动连接到监控系统并正常工作 系统必须具有可靠的安全机制 客户端软件应具有良好的操作界面 并具有图像窗口 告警窗口 通信连接 窗口 控制窗口等辅助界面 3 为了保证整个平台的安全性和保密性 采用 C S 专业级管理架构 实现视 频监控 录像和录像回放 4 平台软件的设计采用表现层 应用层和数据层等三层体系的标准化模块结 构进行设计 必须按照实用性 兼容性 灵活性 可靠性等基本的网络管理 要求进行构建 5 应具备较强的扩容性 能随着前端接入点的增加对平台进行硬件和模块的 扩容 并具有可以实现服务器集群的技术基础 17 6 对前端图像设备具备兼容性 包括对视频服务器 报警主机等数字图像设 备的兼容 能够实现多种模式的图像采集 压缩 显示 报警联动 控制 远程存储回放 远程管理等 4 5 平台硬件平台硬件 1 管理平台硬件主要由中心系统管理服务器 含管理 转发 存储 报警处 理 组成 各服务器根据用途和负荷可以合并使用 2 管理服务器为整个平台的管理核心 负责对整个平台的用户权限 设备状 况 联动策略 电子地图 告警信息和操作日志等进行集中配置和管理 实 现平台管理 设备配置 视频监控等功能 3 管理服务器可用于采集和接受系统设备或报警接口提供的报警信息 并根 据相关 单位 和 角色 的用户配置进行分类 存储 显示和联动操作 4 管理服务器能为所有的硬盘录像机提供统一的信息获取 转发和代理服务 并提供文件索引信息 当用户远程监控 回放图像或查询告警信号时 视频 转发服务器应向用户发送所请求的索引信息 5 管理服务器主要实现数字视频流的集中管理功能 并为视频转发服务器提 供相关视频索引信息 存储管理服务器管理的对象可以是 PC 服务器存储设 备 也可以是磁盘阵列 18 第五章第五章 系统设计方案系统设计方案 5 1 系统整体架构拓扑系统整体架构拓扑 如上图所示 各学校前端监控点 即各校门口以及教学楼 图书馆 实验 室 师生宿舍等重要场所的安装网络数字摄像机 其视频信号一直转换为数字 信号 经网络链接到安装在学校视频管理中心监控系统服务器上 其他内部相关 监控部门与人员由监控系统管理员授权 通过客户端软件 访问监控系统服务 器浏览 监控相关监控点 同时 其他公安相关部门或人员亦可经专网 线 Internet 通过客户端软件浏览监控相关监控点图像 同时 学校的报警中心将监控信号通过学校 VPN 专线向上一级的区教育局 监控中心传输 在区教育局可以统管全区范围内的各个学校的监控系统和报警 联动处理系统 19 另外 各区级的教育局监控中心会将视频信号传输给市级的教育局监控中 心 各市级的教育局监控中心会将视频信号统一传输给省级的教育局监控中心 最终达到全省范围的学校系统的视频监控管理 此系统将最终实现全省范围的四级联网监控视频报警管理 平安校园系统是在综合运用当代计算机 信号控制 通信 数字视频等高 新技术的基础上 将报警信息及其它专用的图像资源分级管理 统一调度的平 台 它实现了图像信息和报警信息快速准确的采集 处理 并为监控中心决策 指挥调度提供及时有效的图像 报警等信息 本方案对所有前端网络摄像机进行数字化存储 使用 H 264 算法 D1 百万 高清画质 视频数据可以存储在网络的存储服务器上或存在中心存储上每台网 络可供用户进行远程监看 本地录像视频帧率不低于 25 帧 秒 网络传输时视 频帧率不低于 25 帧 秒 普通录像保存时间 15 天以上 重要位置可达 30 天以 上 突发性时间和案发时的录像有专门的离线存储设备进行备份 支持用 FTP 或 E MAIL 方式发送报警信息 教育业监控系统接受学校视频转发服务器直接转发出来的实时视频 任何 被授权的终端均可以实时监控前端摄像机信号并调阅存储的历史资料 一般用 户通过客户端登陆服务器 可以在统一的界面查询任何对他授权的信息 对于 前端和中心之间不支持多播的网络环境 服务器提供了单播到多播的数据转发 这样中心的多个人员查看前端的实时流大量节省带宽 通过授权的用户可以控 制前端云台和镜头 前端发生的报警会实时传送到相应的监控中心 5 2 学校监控系统设计 学校监控系统设计 5 2 1 系统主要组成系统主要组成 前端数字化监控子系统前端数字化监控子系统 包括 网络智能高速球 日夜型网络摄像机 红外防水摄像机 红外网络 半球摄像机 图像安装架设辅助器材 电源 红外灯 支架 立杆等 主要完成以下任务 对所监视区域的视频图像采集 目标图像的远程手动 20 跟踪 视频图像进行数据采集和压缩 采用H 264数字视频压缩标准 并将数据 按照TCP IP方式进行打包 发给数据传输设备 对于已有考场监控系统进行数 字化升级 可最终纳入统一平台进行管理 结构化布线传输系统结构化布线传输系统 主要包括光纤骨干网 接入层区域覆盖网 所采用的设备主要有 光纤 以太网交换设备 WIFI无线传输设备 可选 宽带接入设备为考场远程巡视 和公安系统的远程协助管理 视需要 中心监控管理系统中心监控管理系统 包括 服务器 安装VIDEOTREC服务器端管理软件 服务器集管理转发存储 为一体 采用分布式架构 单台服务器可直接管理上千路视频 400路转发 120路CIF并发存储 监控客户端 磁盘阵列 安全认证服务器 核心交换机 上传数据接口协议等几个主要部分 中心监控终端系统设备 全部安装在学校 主要完成对全部监控区域的监 控视频图像的显示报警 联动 录像以及抓拍管理 另支持对考场监控系统的 同一数字平台的集中显示 同时对监控视频图像进行一定的自动识别 发现定 义的不合规定的行为 及时进行报警 并启动报警装置和图像记录系统 当监 控中心值班人员确认有治安案件发生时 及时使用报警系统通知值班教师 报 案人员并根据案件的级别上报相应的部门领导 同时在数据接口统一管理的情 况可应急联动公安指挥系统 21 5 2 2 前端网络构架前端网络构架 监控系统由网络摄像机组成 多路前端设备网将实时图像上传到监控中心 实现对校区的实时可视化监控 22 大门监控大门监控 如图示 门口是网络红外日夜切换一体机 在前端仅有一台摄像机就可实 现的功能 摄像机在对软件进行相应预设之后可以自动对选定区域进行高灵敏度侦测 在突发情况下可以在 3 秒内做出及时反应 通过各种方式向值守人员进行告警 包括声光警报 截图邮件提示 短信提示等 并可与警卫处进行联防 报警 同时摄像机自动生成快照进行存储与录像 可自由调节角度及远近焦距 可以 有效覆盖大门区域 对进出人员与出入车辆进行日夜监控 而且自带的红外灯 也可在光线不足的环境中也能看清画面 无论白天黑夜都能随时随地不应环境 因素地监视 摄像机一般带有常规音视频输出 可以在前端摄像机处加装音箱后实现监 控中心对现场的语音指挥 及时对大门口处的各种情况做出处理 围墙监控围墙监控 在安防行业中 如何监控围墙是一个传统问题 在 90 年代就开始出现了闭 路电视监控系统 将围墙的监控难问题初步解决 但是如何解决布线问题一直 23 是一个困扰人的难题 围墙的地理位置决定了监控点一定远离监控中心 而传 统闭路监控系统又需要专用线路支持 因此昂贵的布线费用往往令许多用户却 步 随着安防行业科技的进步 新的无线监控方式解决了以往的布线难问题 基于网络摄像机也是是产品中专为围墙监控制量身定制 其优秀的网络兼容能 力与高灵敏侦测能力都达到了国际品质 如图示 系统前端构成简单 仅需几台网络摄像机 与中心监控室通过网络连接 如校内已有网络存在 则很容易兼容已有网络 其内含完善的安全机制 未经 授权用户介入网络无法获得前端信息 属全天候监控设备 能自动进行日夜切 换 视角及监控范围相比同类产品具备一定优势 其夜间的监控性能完全符合 用户要求 教学大楼监控教学大楼监控 运用室内网络枪机摄像机可对每层楼进行监控 大楼摄像机由楼层交换机接 入校园网 校园网络内部的任意一台经过授权的 PC 都可以方便的访问监控系统 从而使监控手段变的多样 灵活 不再局限于保卫室或者监控中心才可监控 24 监控点的多样更提升了监控效率 再加上侦测报警 邮件报警 短信报警等功 能 使得我们系统成为一个真正意义上的无人值守系统 对于前端的设计可以灵活运用 电子考场可由IP迷你型高速球或IP摄像机 组成 迷你高速球为4寸外观 用于教室内美观实用 10光学变焦 足够可以观 察教室内每个角落 对于考场监控非常实用 各大楼如教学楼 实验楼 办公楼 宿舍等可选用IP红外枪或IP摄像机 红外摄像机可对晚上无光或光线差的情况下辩清物体 食堂和学生宿舍食堂和学生宿舍 学生大多数聚集在食堂和宿舍 众多学生的生活都和学校的安防息息相关 所以我们在食堂的大厅安装网络高速球机 可以转到不同角度监控食堂的任何 情况 比如赌博 打架 或者进行其他不正当的活动 网络摄像机都可以一收 眼底 甚至在打饭处也安装网络枪机 这样可以保证学生在每个窗口都能打到 饭 减少对食堂管理的漏洞 同时学生宿舍也是一个重点 学生每天的进出入 或者晚上回寝迟到 外 来人员的进出也好有个管理 所以安装网络枪机 作到学生的安全第一 25 操场操场 整个学校的开阔地是最难以管理的 当用我们的网络高速球机就很好的解 决这个问题 光学变焦 可安装辅助红外灯 当在晚上没有灯光的情况下 也 能很好的看到看不见的地方 所有前端IP摄像机先分别集中于几个区域的交换机 再由光纤收发器连接 光纤传至中心机房 5 2 3 校园监控系统组成的重要技术推荐介绍校园监控系统组成的重要技术推荐介绍 5 2 3 15 2 3 1 感应雷防护技术感应雷防护技术 1 感应雷防护的必要性 感应雷防护的必要性 26 在雷雨高发季节 雷云对地放电产生的强大的电磁场可以在附近的导体线 缆和金属导管中感应起电磁脉冲即感应雷 感应雷产生于导体中并沿导体传播 损坏与导体相联的某些设备或设备中的某些器件 直击雷可在其周围一定范围 内的导体上感应起危险电压 加上建筑物之间连接的各种长距离电缆可在更大 的范围内感应上雷电电磁脉冲 并几乎无衰减地沿电缆传入设备 因此对设备 来讲应做到整体综合防护 除了直击雷防护还必须防止感应雷产生的危害 2 本方案采取的措施 本方案采取的措施 每个前端设备接入时 我们都配备有三合一防雷器 防止感应雷逆向击穿 设备器件 并且机房我们设有防雷接地线 防止中心设备的感应雷事故 3 VIDEOTREC 球机通过球机通过 EMC 认证认证 我司高速球机都通过了 EMC 认证即 雷击浪涌测试 电快速瞬变脉冲群抗干扰度 4KV 2 5KHz 静电放电抗干扰度 15KV 雷击浪涌抗干扰度 6KV 5 2 3 25 2 3 2 H 264H 264 视频压缩技术视频压缩技术 我司视频编码器采用的 1 1 H 264H 264 与其他标准的比较与其他标准的比较 1 11 1 在画质上在画质上 H 264 概述随着市场的需求 在尽可能低的存储情况下获得好的图像质量 和低带宽图像快速传输已成为视频压缩的两大难题 为此 IEO IEC 和 ITU T 两 大国际标准化组织联手制定了新一代视频压缩标准 H 264 1 21 2 在编码上在编码上 H 264 和以前的标准一样 也是 DPCM 加变换编码的混合编码模式 但它采 用 回归基本 的 简洁设计 不用众多的选项 获得比 MEPG 4 好得多的压缩 性能 H 264 加强了对各种信道的适应能力 采用 网络友好 的结构和语法 27 有利于对误友和 丢包的处理 H 264 应用目标范围较宽 可以满足不同速率 不同解析度以及不同传输 存储 场合的需求 1 31 3 在技术上在技术上 H 264 标准中有多个闪光之处 如统一的 VLC 符号编码 高精度 多模式 的位移估计 基于 4 块的整数变换 分层的编码语法等 这些措施使得 H 264 得算法具有很高的编码效率 在相同的重建图像质量下 能够比 H 263 节约 50 左 右的码率 H 264 的码流结构网络适应性强 增加了差错恢复能力 能够很好 地适应 IP 和无线网络的应用 1 41 4 在传输上在传输上 H 264 能以较低的数据速率传送基于联网协议 IP 的视频流 在视频质 量 压缩效率和数据包恢复丢失等方面 超越了现有的 MPEG 2 MPEG 4 和 H 26x 视频通讯标准 更适合窄带传输 1 51 5 在算法上在算法上 MPEG 1 标准视频编码部分的基本得法与 H 261 H 263 相似 也采用运动 补偿的帧间预测 二维 DCT VLC 游程编码等措施 此外还引入了帧内帧 I 预测帧 P 双向预测帧 B 和直流帧 D 等概念 进一步提高了编码效率 在 MPEG 1 的基础上 MPEG 2 标准在提高图像分辨率 兼容数字电视等方面做 了一些改进 例如它的运动适量的 精度为半像素 在编码运算中 如运动估计 和 DCT 区分 帧 和 场 引入了编码的可分级性技术 如空间可分级性 时间可分级性和信噪比可分级性等 近 年推出的 MPEG 4 标准引入了基于视听 对象 AVO Audio Visual Object 的编码 大大提高了视频通信的交互能力 和编码效率 MPEG 4 中还采用了一些新的技术 如形状编码 自适应 DCT 任 意开头视频对象编码 等 但是 MPEG 4 的基本视频编码器还属于和 3 相似的一 类混合编码器 1 6 总体上讲 MPEG 毓标准从针对存储媒体的应用发展到适应传输媒体的应用 其核心视 频编码的基本框架是和 H 261 一致的 其中引人注目的 MPEG 4 的 基于对象 的编码 部分由于尚有技术障碍 目前还难以普遍应用 因此 在此基础上发 展起来的新的视频编码建议 H 264 克服了前者的弱点 在混合编码的框 架下引 28 入了新的编码方式 提高了编码效率 在低码流下可达到优质图像质量 2 2 H 264H 264 的技术特点的技术特点 2 12 1 分层设计分层设计 视频编码层具有高效的视频内容表示功能 网络提取层将网络中所需要的数据进行打包和传送 2 22 2 高精度 多模式运动设计高精度 多模式运动设计 支持 1 4 或 1 8 像素精度的运动矢量 多模式的灵活和细致的划分 大提高了运动估计的精确程度 多帧参考技术 2 32 3 帧内预测功能帧内预测功能 在空间域进行预测编码算法 以便取得更有效的压缩 2 42 4 4 44 4 块的整数变换块的整数变换 由于用二变换块的尺寸缩小 运动物体的划分更精确 这样 不但变换计 算量比较小 而且在运动