中小学视频监控设计方案.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除中小学综合视频监控系统 第一部分 系统设计背景分析 1.1 背景 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。 第二部分 总体设计2.1 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/T742000 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：Frame Relay、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； 2.2本设计方案的特点和亮点2.2.1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：l 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。l 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。l 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。l 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。l 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。l 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。l 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。l 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。l 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。l 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。2.2.2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。l 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。l 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：l 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。l 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，作为软件平台接入系统监控终端的组件，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系统。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。l 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。l 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。2.2.3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：l 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。l 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。l 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。l 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l 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。2.3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2.2架构设计平安校园系统是包括了监控技术、通讯技术、音视频技术和报警管理技术的一套综合性业务应用系统。视频监控系统总体可以分为四层结构：设备接入层、网络传输层、中心管理层和业务处理层，系统拓扑图如下所示：2.2.1 设备接入层设备接入层主要指安装在xx各区街道小学、中心小学对校区进行实施监控的主机终端，主要包括前端视音频、报警信息的采集设备、报警联动输出设备和音频功放设备等。2.2.2 网络传输层网络传输层主要是依托电信运营商的网络，充分利用网络带宽资源传输视音频和数据信息。2.2.3 中心管理层中心管理层包括接入服务器、管理服务器、数据库、流媒体服务器、存储服务器、报警服务器等模块，为整个系统的运行提供管理支撑。2.2.3.1 CMS （中心管理服务器）CMS是系统的中心管理服务器。主要功能是：l 用户管理 保存客户和用户信息，提供客户的创建、修改、删除、赋权等接口。用户是有客户的管理员创建和管理的，具体用户的权限也是客户管理员赋予的。 用户登录时，CMS负责对其鉴权。 用户执行预览、云台控制等各种操作时，CMS也要负责对其鉴权。 记录各个用户的操作流水。 汇总用户使用的视频流量，时间等信息。l 前端设备管理 保存前端设备信息，提供前端设备的创建、修改等接口。 实现对前端设备业务参数的配置和查询。 前端设备向平台注册时，CMS对设备鉴权。 汇总设备的在线状态、时间、发送流量等信息。l 平台模块管理其他平台模块或者服务器（除了数据库管理模块）向CMS注册，CMS对其鉴权。l 能力封装实现对外开放的能力接口，对外提供系统所能提供对外能力的Web Service接口，将网络视频监控系统所提供的视频监控业务能力封装为标准的Web Service API，供其它系统调用网络视频监控系统所提供的视频监控业务。2.2.3.2 VTDU（流媒体服务器）VTDU 是系统的媒体转发/分发单元，是平台侧的核心媒体传送网元，完成音视频传送功能。可以分布式部署。主要功能是：l 转发功能VTDU能够转发来自前端的音视频媒体流，根据调度指令转发给相应的客户端。l 分发功能VTDU可将同一路媒体流同时发送向多个接受端。l 业务控制VTDU可接收CMS调度命令，启动并控制接收和分发。管理会话、维护接收与分发媒体流的映射关系。l 业务信息采集VTDU可采集实时媒体访问的时长/流量等计费信息，并上报汇总到CMS。2.2.3.3 NRU（存储服务器）NRU是系统中的网络录像存储单元，实现对音频/视频的接收存储、录像回放服务等功能。NRU可连接SAN、NAS等各类物理存储设备。NRU可实现分布式部署。NRU的主要功能及实现要求包括：l 录像存储NRU支持从前端或VTDU获取媒体流并存储在所连接的存储介质中，并保存所存储资料的索引。l 录像检索NRU支持对检索指令进行反馈，支持多种检索方式。l 流式回放NRU支持回放请求打开文件，并通过RTSP提供流媒体服务。l 录像下载NRU支持通过RTSP提供录像下载服务。支持选择时段的录像下载方式。l 存储介质管理NRU应当可实现对SAN、NAS、DAS等多种存储设备的接入，并可管理存储空间、存储策略。2.2.3.4 接入服务器接入服务器包括前端接入服务器PAG和客户端接入服务器CAG,PAG是系统的前端接入服务器，是系统与前端会话的模块，部署在前端与CMS之间。主要功能是：l 信令转发PAG实现前端的接入，接收和转发由前端或CAG发来的信令。l 前端信令处理对前端来的信令，按照告警、心跳、一般信息等分类进行分拣。1、 告警信息上报给告警服务器。2、 处理心跳信息，如果判断超时则上报告警服务器。3、 一般的前端应答消息则转发给CAG或者其他对应的服务器。CAG是系统的客户端接入网关，是系统与客户端会话的模块，部署在客户端与CMS之间。在部署时，PAG、CAG可以在同一台设备上实现。主要功能是：l 信令转发CAG实现客户端的接入，接收和转发由客户端或PAG发来的信令。l 客户端信令处理对于客户端发出的请求消息，先在CAG这边进行鉴权，如果有必要则转发给CMS鉴权。鉴权通过后转发给对应的服务器。2.2.3.5 Alarm server（报警服务器）报警服务器是系统的告警管理单元。接受全部的告警（包括设备告警，服务器告警），接受客户端或者其他服务器的告警订阅，处理告警联动。主要功能是：l 告警存储将收到的告警存入数据库。l 告警分发根据用户的订阅规则将告警分发给用户。l 告警联动根据告警联动规则，实现告警联动。2.2.4 业务处理层业务处理层是整个系统的最终展示，它提供了对视音频数据的浏览、对各种采集数据的汇总以及处理等功能。此文档仅供学习与交流第三部分 详细设计3.1 系统组成xx区中小学视频监控联网系统主要有3部分组成：前端子系统、传输网络和管理中心。 前端子系统是系统的信息节点，校区安装摄像机、拾音器、紧急报警按钮分别作为视频图像、音频数据、紧急报警信息的采集设备，经过处理之后，通过网络发送给监控中心。 传输网络主要包括固网传输链路，现在各区中小学与区教委、公安局内保处之间联网现是通过ADSL互联网实现，最终会以专网形式实现联网，传输网络是在前端和监控中心之间传递视音频和数据信息。 监控中心是本系统核心所在，是执行日常监控、调度和管理的场所。内部署视频监控综合管理平台，包括数据库服务模块、管理服务模块、接入服务模块、报警服务模块、流媒体服务模块、存储管理服务模块、Web服务模块等等，它们共同形成数据运算处理中心，完成各种数据信息的交互，集管理、交换、处理、存储和转发于一体，是视频监控系统能稳定、可靠、安全运行的先决条件。本系统监控中心架设在xx区教委，教委负责提供监控联网平台服务器所用固定IP地址及平台接入所需网络带宽。市局信通处已模拟光纤形式将各区小学上传到教委的视频信息切换到其图像监控中心。公安内保处，各区中心小学已联网平台客户端的形式实现对其管辖区内小学联网图像进行监控。街道小学和中心小学对本地视频监控图像的预览由本地专用客户端来实现，不占用区教委流媒体带宽资源。3.2 前端子系统设计前端校园视频监控子系统详细介绍，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。3.1.1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。3.1.2校园周界校园周界采用网络高清智能球型摄像机DS-2AF1-671，该摄像机采用高性能逐行扫描CCD, 图像清晰, 最大分辨率可到1280x960.高清视频监控相比标清视频监控具有明显的技术和应用优势：一、 图像清晰度更高、细节更加清楚传统的标清分辨率的图像对于多数的监控场景，基本上无法对细节进行分辨。而当发生案件时，从录像资料中很难对监控现场涉案的人员、物品准确认定，不具备很好的对侦破工作的指导性和法律质证能力。在一些重要的监控场所，应采用高清摄像机获取高清晰度的监控画面，更能清楚地呈现监控原貌。高清和标清图像效果比对1KM远距离高清图像细节呈现二、 监控目标覆盖范围更广、提高监控效能在传统的标清监控技术构架下，为了保证监控的覆盖率，尽可能的减少监控死角，需要安装部署相当规模数量的监控摄像机，监控系统规模不断扩大，但在同一时间里却只有极少部分能够得到实时的监控，绝大多数监控图像被无差别的记录保存下来，从而形成了海量级的视频录像数据资料。而这些规模庞大的录像资料中也仅有极少部分因可能与某些已知的事件相关联而被备份以外，其他的录像信息则不断的被新的录像数据所覆盖。这就是典型的传统监控系统大规模、高成本、低效率的建设应用现状。在高清监控技术构架下，单台高清摄像机能够相当于几台普通摄像机的监控覆盖面，且图像分辨率更高、信息量更丰富，因此采用高清监控可以非常有效的缩减系统规模，节省传输链路和设备，从而减少总体建设成本，高清监控技术将推动视频监控系统建设应用向着集约化、效能化转变。一台高清摄像机即可实现原先需要多个摄像机才能达到的功能。三、 高清摄像机能实现数字PTZ功能高清摄像机不仅提升了图像清晰度，使得数字PTZ功能得以体现，也就是在整幅大图像中对某个局部细节进行放大或移动。而且这种大范围整幅图像监控拍摄，不会错过监控范围内的任何情况，给日后的调阅查证提供了有效手段。同时由于数字PTZ方式没有机械移动部件，设备也更经久耐用。四、 有利于图像识别和智能视频分析的应用图像识别和智能分析技术一直未能得到业界普遍期待的大规模应用，主要原因是识别的精确度离用户的期待还有不小的差距，而图像的分辨率则是影响识别精确度的主要因素。高清摄像机图像信息高清摄像机采用先进的感光器使图像细节更加清晰、更加细腻，逐行扫描方式可以给我们提供更好的图像质量，有效解决了隔行扫描带来的梳状模糊现象，给智能分析等应用提供了有利的前提条件。3.1.3校园室外自动跟踪监控校外不法分子在校园寻衅滋事严重干扰了学校的正常教学。校园内范围较广，现有人力无法安保的需要，基于这种情况，本次设计在校园内采用自动跟踪（AutoTrack）的球型摄像机(AutoDome) DS-2AF1-617L结合自动跟踪全景摄像机DS-2CC175P-A，采用跟踪DVS做自动跟踪，这是一种新型的摄像机，它可以通过编程执行“智能巡逻”，即按照预先编程的巡逻路线扫描一个区域，当发现运动后，摄像机会停止继续执行巡逻的程序，而对目标图像变焦放大，并跟踪目标，以便将运动录像，并发出报警。这些动作都不需要操作人员的帮助，使操作人员能处理报警或采取其它行动。以自动跟踪为特点的球型摄像机被誉为“解放人力的运动的跟踪技术”，采用这种摄像机的监控系统可以智能地探测、跟踪运动目标，实现对运动目标的自动跟踪、录像、报警，彻底改变了视频监控系统只能作为辅助系统的局面。自动跟踪的球型摄像机可以通过编程执行“智能巡逻”，按照预先编程的巡逻路线扫描一个区域，在整个扫描区域内的任何位置，一旦探测到运动，便立即实行自动跟踪、录像、报警。而视频移动探测技术能做到的运动探测，只是局限于摄像机固有的视野范围内，录像机收到运动探测的传感信号后开机录像，在一个固定长的时间段内进行录像时，它不管被摄运动体是否还在摄像机的视野内。自动跟踪的球型摄像机通过运动探测的算法可以设定被跟踪目标的尺寸，使任何小于设定尺寸的目标，如小鸟、动物、或其它物体都不会被跟踪。3.1.4教室内监控教室内是监控的重点区域，另外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智能球型摄像机，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，实现对目标细致观察和抓拍的需要。本方案采用教室内DS-2AF1-602X高速球型摄像机，该摄像机水平方向360连续旋转, 垂直方向-5-90,支持自动翻转,无监视盲区，水平预置点速度最高可达400/s, 垂直预置点速度最高可达200/s，支持256个预置位, 并具有预置点视频冻结功能，支持8条巡航扫描。3.1.5智能视频分析子系统3.1.5.1概述智能视频监控（intelligent video surveillance）技术起源于计算机视觉技术(computer vision)，它对视频进行一系列分析，从视频中提取运动目标信息，发现感兴趣事件，根据用户设置的报警规则，自动分析判断报警事件，产生报警信号，从而可以在许多场合替代或者协助人为监控。对比传统监控系统智能视频监控传统视频监控不需要一直紧盯屏幕，保安人员只需要在系统告警时进行确认即可。避免了保安人员因长时间观看屏幕造成疲劳而降低注意力，提高了实际监控的效果，真正做到724全天候监控。需要长时间持续紧盯屏幕，容易导致保安人员视觉疲劳、注意力下降。根据研究表明，人眼紧盯屏幕22分钟之后，注意力就会大幅下降，远低于正常水平（此时人眼只能察觉画面里不到5%的信息），因此实际使用时，无法达到真正意义上的724监控效果。监控持续性所有监视屏幕均由编码器自动进行智能监控，保安人员只需要对产生告警的图像进行确认和处理即可。这样，保安人员的实际有效监控范围可以提高数十倍，大大提高了监控效率。人眼观察范围有限（理论上人眼水平最大视角为100120，但实际上有效视角只有2030，其中视觉敏锐视角仅10，剩余部分即所谓的“眼角余光”区域，视力非常低），无法同时紧盯多个屏幕；而人脑也无法同时处理多个监控屏幕的画面。因此，保安人员面临大型屏幕墙时无法有效监控。 监控有效性智能视觉摄像机可以识别出人眼无法分辨的细微变化，例如在遥远距离、光线不足、低对比度、环境伪装等等情况下的入侵行为和威胁。人眼视觉灵敏度有限，在监控距离遥远、光线不足等监控环境下，人眼无法察觉监控屏幕上的细微变化。监控能力可以侦测并记录出现在监控屏幕内的违规行为。在发现入侵者之后可以自动预警，并通知带PTZ的摄像机自动锁定目标进行跟踪监控，形成视频跟踪和摄像机区域联防。这样，保安人员就可以随时掌握着入侵者的行踪，并在事发之前进行预防和控制，把损失降到最低。由于种种原因，传统监控的实际效果并不理想，在大多时候传统监控系统只能用于事后取证，无法起到预防、预警的作用。监控实际效果可设置“告警触发式”传输模式借助计算机或嵌入式设备的强大数据处理功能，对视频图像中海量的数据进行高速分析，过滤掉用户不关心的信息，仅仅为监控者提供有用的关键信息。只在监控到威胁的时候才占用带宽，在同等带宽条件下可以容纳更多路监控。无论是否有事情发生，都必须将画面传到监控室的屏幕上，无畏地消耗传输线路的带宽，尤其不利于大型监控系统。 监控传输通道有效利用率可设置“告警触发式”录像模式只对用户指定的入侵行为或威胁事件前后过程进行录像，在同等条件下可以存储更长时间的录像，同时回放翻查录像效率很高。无论是否有事情发生，都必须对监控画面进行录像，极大地浪费存储空间。同时，由于录像存在大量无用信息，导致回放翻看录像时浪费时间。监控录像管理效率3.1.5.2智能视频在本项目中应用介绍本方案系统智能视频分析主要使用于禁止车辆乱停乱放、学生或外来人员翻越围墙、自动跟踪、防止踩踏事件发生、车牌识别等方面。可以侦测并记录出现在监控屏幕内的上述违规行为，在发现指定区域内禁止车辆乱停乱放、学生或外来人员翻越围墙、自动跟踪、踩踏事件发生的情况后可以自动预警，并通知带PTZ的摄像机自动锁定目标进行跟踪监控，形成视频跟踪和摄像机区域联防。这样，学校管理人员就可以随时掌握着入侵者的行踪，并在事发之前进行预防和控制，把危害降到最低。同时将录像资料保存下来，作为处罚的依据。下面将分别介绍智能行为分析在上述场合下的具体应用。l 区域出现检测在划定的禁止有人出现的区域，当有人在该区域内出现时可以自动预警，并通知带PTZ的摄像机自动锁定目标进行跟踪监控，形成视频跟踪和摄像机区域联防。这样，保安人员就可以随时掌握着入侵者的行踪，并在事发之前进行预防和控制，把危害降到最低。同时将录像资料保存下来，作为处罚的依据。l 车辆乱停乱放检测在划定校内校外的禁止停放车辆的区域，当有车辆在该区域内停车时可以自动预警，并通知带PTZ的摄像机自动锁定目标进行跟踪监控，形成视频跟踪和摄像机区域联防。这样保安人员就可以随时掌握着违章者的行踪，并在事发之前进行预防和控制，把危害降到最低。同时将录像资料保存下来，作为处罚的依据。l 学校大门口出入人数统计对于学校，进出的大门是学生进出的必经通道。在大门口作跨线统计，可以有效比对进入及离开出入通道的具体人数，有效辅助安保人员的日常管理。l 人员聚集检测（防止踩踏事件的发生）对于教学楼的楼梯口等区域，可以通过智能视频系统设定某个划定区域内人员数量，当人员数量超过规定的数量时就产生报警提醒管理人员注意，在事发之前进行预防和控制，防止踩踏事件的发生。l 人员徘徊检测在大门口全天候实现徘徊检测，发现有可疑人员逗留时间超过预设值时，实时向前端告警以提醒关注。对可疑人员滞留和徘徊的时间可以自定义设置。l 跨线报警（主要应用于周界围墙）在学校围墙四周设置警戒线，有人翻越围墙，马上报警，可及时阻止非法人员侵入。配合智能跟踪摄像机对入侵者进行定位。 根据系统方案的总体设计，前端子系统视频采集设计为硬盘录像机加模拟摄像机方式。采用模拟摄像机对视频进行采集，然后通过同轴电缆传递到硬盘录像机进行编码，网络硬盘录像机支持双网卡双线联网，内网连入区教委，专网连入公安网，然后通过各自网络传输到区教委和内保局监控中心。同时硬盘录像机对编码后的视频进行本地存储。这种方案充分利用硬盘录像机本地资源进行录像，不占用网络带宽，对网络建设要求较小。监控视频存储系统的空间需求和监控系统的实际使用有着直接的关系，需求的存储空间大小可以通过计算公式直接计算出来，该项目硬盘录像机本地以CIF格式录像，以D1形式进行网传。因此以 512Kbps 单路视频图像码流进行存储，视频图像分辨率可达CIF效果（352288） PAL，25 帧,计算图像存储容量，可以计算出：512Kbps8（8bit=1B）=64KB/秒每路摄像机每小时容量3600 秒64KB/秒230400 KB/小时225MB/小时每路摄像机一天 24 小时容量24H225MB/小时=5.4 GB/天。根据本项目的需求，整个系统以前端存储为主，所有的视频全部24小时保存在前端硬盘录像机中，在各级监控中心，监管人员只有在需要的时候才对前端的视频进行手动录像保存在中心，整个系统对于中心存储的需求不大，建议在一级监控中心XX区教委搭建一台存储服务器来满足中心录像的要求，同时各级监控中心还可以通过客户端录像来保存需要录像的前端视频。3.3 传输子系统设计校区监控采用ADSL互联网（最终是固网专线）传输至教委监控中心，各个校区的前端点位数量不尽相同，占用的带宽也就不同，按每路以CIF格式上传，则占用的网络带宽为0.5M(在不影响图像质量情况下可选用384K b/s). 按照每个校区2路图像同时上传，则占用的网络资源带宽为1M。校区至监控中心ADSL采用不小于1Mbps上行带宽的网络，可以保证2路实时浏览流。根据系统方案设计和项目需求，整个监控平台建设在xx区教委，所有的平台客户端预览各校区联网图像都需要通过教委授权转发，因此对于中心平台的网络要求比较高。整个系统平台中对网络要求最高的就是流媒体服务器，流媒体服务器的带宽要求取决于整个系统的并发视频访问数，在本项目中由于不需要24小时集中存储，因此并发视频访问数并不是太多，整个系统大概在XX路左右，按照每一路视频512Kbps码流计算，流媒体服务器最大并发带宽需要512Kbps*XX=XXMbps，因此教委监控中心流媒体服务器建设需要带宽最少XXMbps。其他的服务器模块对于网络带宽的要求较少.3.4 管理中心系统设计3.4.1 管理中心功能分类根据本系统的项目需求，管理中心功能定位如下表所示： 控制中心分类功能定位监控中心流媒体子系统解码子系统存储子系统管理子系统控制/显示子系统3.4.2 控制/显示系统大屏幕显示区域主要由显示设备、切换控制设备和基础框架设备组成。监控管理中心大屏幕系统建议采用DLP拼接大屏幕显示的方式，采用天津监控中心已有的9块DLP屏切换显示。其中DLP拼接大屏幕用以显示GIS系统图形、监控系统视频画面；LED电视墙用来显示文字信息，如前端状态信息、报警信息、管理状态等等。大屏幕显示系统按如下规格设计：同时，电视墙的具体设计以及选用显示设备的数量应根据中心或平台实时监控的需要、监控系统规模而定，中心或平台应整体布局、按功能分区、保持美观协调。显示控制子系统主要为实现总控中心对全网视频统一调用、控制及显示而设计的，实现对数字视频的远程访问、视频流接收、数字视频的解码显示和大屏幕视频显示控制等功能。以显示电子地图的形式，展示可用的视频资源，通过点击电子地图上视频标识的方式，查看该处的视频，以图形化的操作方式，实现了视频的统一调用及管理。显示控制子系统的主要功能如下：监控视频资源调用、控制功能，实现对所有监控位及相关设施视频进行统一调用、切换和控制的基本功能；原有视频资源调用接口功能，提供接入、调用、显示视频图像；DLP大屏幕多种显示模式设置，支持根据用户需要在DLP大屏幕上设置多种显示模式，实现视频、报警、地理位置等各种信息的展示功能；基于电子地图的视频资源展示功能，可以通过电子地图直观显示各视频资源的分布，并可以通过电子地图直接调用相关位置的视频图像；基于列表的视频资源展示功能，提供快捷的视频图像调用操作方式，实现摄像机图像的快速调用；视频轮巡功能，可以对大屏幕指定的显示单元预先设置轮巡列表，人工、自动触发视频轮巡功能；摄像机云台的控制功能，可控制摄像机镜头的转动、光圈、变倍、焦距等参数；可以通过键盘操作，控制摄像机镜头的参数；视频解码服务器控制功能，控制视频解码服务器视频流的连接，从而控制大屏幕显示图像的内容；历史视频检索回放及智能检索功能，可以根据摄像机的属性、时间等条件检索回放存储的历史视频图像；报警视频联动处置功能，可立即响应发送的视频报警信息，对报警视频进行实时查看、处置，并可以选择在大屏幕上显示。3.4.3 解码子系统解码子系统包含标清解码器和高清解码器。1）解码子系统简介解码子系统将压缩的视音频信号解码还原为可观看的数字信号或模拟信号呈现在电视墙上。解码子系统可响应视频控制子系统的控制指令，并调用实时的视频资源或录像资料。解码子系统主要完成如下功能：响应控制指令：解码子系统响应显示控制子系统的视频调用、切换功能。视频调用功能：解码子系统可根据用户调用指令，实现对指定视频源的调用功能。视频解码功能：接收视音频流，完成解码，输出模拟信号。因为解码子系统也按“交换”方式实现对图像切换控制，与模拟矩阵有异曲同工之妙，故称为数字矩阵。2）数字矩阵工作方式数字矩阵是数台多路解码器的集合，构成一个输出通道集合，每个输出通道对应一台监视器。解码器分为标清解码器和高清解码器，高清解码器可向下兼容解码标清码流。控制中心向数字矩阵发送相关预览指令，从指定前端获取数据流，解码输出到电视墙。控制中心还能向存储子系统发送检索指令，存储子系统将相关的历史码流推给数字矩阵，解码上墙。3）数字矩阵功能n 高清解码性能高清解码器支持解码HD720p、1280*960、1600*1200等多个高清编码格式。为未来高清系统升级已经预留解码资源，可实现无缝升级。标清解码器最高支持解码QCIF/CIF/2CIF/DCIF/4CIF等多个标清编码格式。n 全实时解码效果预览和回放时，画面均可达到25fps全实时图像画质，随着系统的不断优化，未来将突破传统的25fps限制，达到更高的帧率，比如50fps。n 优化的解码方式正对数据源不同，可设置更合理的解码方式。当数据源为实时数据流时，可设置为实时性优先以降低延迟；当数据源为回放数据流时，可设置为流畅性优先以获得更清晰流畅的回放效果。n 单画面和四画面分割目前业内首推支持高清视频四分割显示，更合理利用大尺寸的高清显示屏。n 拖拽操作可将任意高清监控头拖拽至任意高清显示屏解码显示。可将一组监控头拖拽至一组高清显示屏解码显示。n 多种轮切效果IP矩阵概念实现基于IP网络的轮切功能。多个高清监控头在1个高清显示屏中自动轮巡切换显示；一组高清监控头在一组高清显示屏中自动轮巡切换显示；轮巡间隔时间可由用户自定义。灵活的切换模式有利于提高监控有效性。4）数字矩阵优势n 高清图像质量高清数字矩阵可无损地还原出原始编码图像的效果（与模拟系统不同，数字信号经过网络传输后，不会因传输距离、线路质量等因素受到干扰）。在标准的HD720p分辨率格式下，还原出的模拟图像可实现大于700TVL以上的图像效果，确保图像显示质量。与此同时，还能解码HD960p、1600*1200的高清码流。n 易于搭建高清数字矩阵采用成熟技术和产品，易于构建和维护；其次，数字解码器的视频输入是通过网络来完成，不涉及大量的模拟信号输入，其安装和管理都非常简便。n 易于部署如上所述，高清数字矩阵的视频输入是通过网络来实现的，只要有IP网络的地方都可以部署数字矩阵，不受到信号传输距离的限制。n 易于扩展前端高清网络摄像机的码流经过网络传输到高清数字矩阵后，经过解码还原为非压缩信号输出到电视墙。也就是说，只要能够接入网络的视频信号，均可作为数字矩阵的输入端。这与传统的模拟矩阵MN的架构（例如128进16出矩阵，M=128，N=16）相比，其输入数量几乎是无限制的。n 易于管理与模拟系统不同，数字矩阵系统是标准的IP网络模块，可接入统一的视频管理平台进行统一管理，其视频切换策略等均可通过电脑管理界面完成，不受到硬件的物理限制。而且通过管理平台可方便的实现其工作状态管理和在线保活等网管功能。3.4.4 流媒体子系统由数据流图可知，流媒体子系统在整个视频监控系统中起着“承上启下”的作用。流媒体向前端取得数据后，将此数据根据各子系统的要求进行复制、转发。流媒体工作示意图如下： 存储回放流示意图实时视频流示意图在多级（三级或以上）架构中，流媒体组成级联方式运行，上级流媒体向下级流媒体取得数据。采用流媒体的原因在于最下级带宽通常较窄，且设备承载能力有其极限，若多级访问均向最下级取得数据，则最下级网络会有拥堵甚至瘫痪的危险。而流媒体则仅向最下级要求一次实时视频流，其余的转发均在本级局域网内完成，极大地缓解了数据传输与带宽不足的矛盾。3.4.5 承载服务模块总述平台软件包括以下功能模块：中心服务模块、存储服务模块、流媒体服务模块、电视墙服务模块、报警服务模块、客户端模块。各服务模块的物理承载形式为Server，构成中心服务器、存储服务器、流媒体服务器、电视墙服务器和报警服务器，客户端模块的物理承载形式为高性能PC，构成配置客户端和操作客户端。各应用服务器的主要功能如下表所示：软件平台各应用服务器主要功能中心服务器视频安防监控系统的“大脑”，统一管理视频监控设备，包括：IP前端、DVR、DVS、NVR、Hybrid DVR及上述各应用服务器。存储服务器网络存储服务的提供者，它依托于磁盘阵列等存储介质为其提供存储容量，阵列挂载方式支持DAS、NAS、IPSAN、FCSAN等。它能解决IP前端、视频服务器（DVS）的网络存储难题，也能为DVR提供中心备份存储。多台存储服务器通过逻辑堆叠的方式构成存储子系统，为大规模视频监控系统提供海量、可靠的存储服务。流媒体服务器把实时数据流转发给多个用户观看，起到缓解前端设备压力、节省网络接入层带宽和隔离内外网设备的作用。电视墙服务器实现数字矩阵功能的组成部件，兼具解码、显示输出、轮巡切换等功能。软件界面呈现上与真实电视墙一一对应，对它的操作结果将直接反应在电视墙上。报警服务器监控系统报警信息的汇聚点，接收报警信息并按优先级转发报警信息给不同客户端执行处警。过程记录在报警日志中。客户端配置客户端系统维护员的操作对象，它对设备、服务器、控制单元信息、用户执行添加、修改、删除等操作，维护中心服务器的数据库信息。它还能配置录像计划、电子地图、用户权限、电视墙布局等。操作客户端用户执行日常监控操作的对象，包括：预览、PTZ控制、回放、切换上墙、报警处理、日志查询等。根据分配权限的不同，控制中心具备分级功能，所能访问的监控资源和使用的功能截然不同。3.5 系统功能3.5.1 视音频实时预览视音频实时预览主要指实时图像查功能。l 支持预览时画面分割：单画面、4画面、6画面、8画面、9画面、10画面、13画面、14画面、16画面、17画面、25画面，全屏、自定义等多种可选分屏监控方式；l 支持单画面和多画面的分组轮询；l 支持电子缩放，可以对鼠标选中局部区域进行放大，可以拖动选中框漫游,可以通过鼠标滚轮放大缩小选中区域；l 可以对实时的码流情况进行分析，并以图表形式显示l 支持即时回放，对正在预览的视频保存当前时间前若干时间的数据可以立即回放全部停止播放按键所选窗口抓图按键声音的关闭/打开单画面分割模式按键4画面分割模式按键9画面分割模式按键16画面分割模式按键多画面全屏隐藏/显示地图弹出电子/卫星地图分组轮询配置切换到报警信息界面3.5.2 录像检索与回放功能包括检索和回放车载监控主机本地存储和中心存储服务器内的录像资料。l 支持中心服务器录像的搜索和回放，并提供联动回放控制功能，支持暂停、快进、快退等操作；l 支持车载监控主机录像的搜索和回放，并提供联动回放控制功能，支持暂停、快进、快退等操作；l 支持多路视频通道的同步回放；l 支持视频剪辑，可以自由选取剪辑的开始和结束时间，一段录像可以分若干段剪辑。3.5.3 图片抓拍l 支持将图片保存在前