校园安全事件管理平台解决方案

校园平安事件管理平台解决方案二零一一年九月目录第1章概述31.1定义31.2平台建设目标31.3平台功能4第2章平台功能描述62.1数据采集62.2数据传输72.3数据分析72.4事件干预82.5资源调度8第3章主要技术和技术路线93.1主要技术93.2技术路线9第4章拟解决的关键问题11第5章研发工期及费用预算125.1研发工期125.2研发费用预算12第6章联系我们14第1章概述校园平安问题已成为社会、政府严重关注的问题。除从机制、法律、法规方面完善解决问题外，一个可靠、成熟的技术平台也是必须的。利用技术平台支撑机制、法律、法规方面内容的落实和实施，从而解决校园平安问题，建设一个平安、宁静的校园。目前，还没有关于校园平安技术平台方面的产品，但关于影像、红外监视、门禁、射频识别方面的独立系统应用较为广泛，这方面的技术较为成熟。依托上述这些成熟的技术，结合物联网理论和技术，充分利用校园网资源构造集中管理、集中控制、集成处理、快速响应的校园平安事件管理平台，从技术层面支撑校园平安事件的解决是十分必要的。本文档就校园平安事件管理的理论方法和技术平台构造技术路线作了详细的探讨，力求就构造校园平安事件管理平台的建设问题给出一个完善、成熟、先进的解决方案。文档共分为？局部，分别是：。1.1定义1、校园平安事件：盗窃、非法进入、火警、伤害事件、破坏设施、非法的群体事件定义为校园平安事件。2、平台：校园平安事件管理平台〔以下简称平台〕。3、信号采集：指通过传感器对影像、红外、射频和其他电、光信号的采集动作。4、数据传输：指采集的信号通过物联网传输或通过校园网进行转移，主要是在传感器、代理和数据库之间进行。5、数据分析：对采集到的数据进行6、事件干预：无人现场的事件干预指声音、光等手段在平台控制下实施，起到吓阻作用。7、资源调度：这里的资源指终端、人员、器具和车辆。所谓的调度是控制终端动作，提供无人现场的干预，吓阻平安事件的发生和扩大。以及调配人员、器具和车辆，准确、快速地到达事件现场。8、终端：负责从现实世界采集影像、红外、射频和其他电、光信号的设备；同时，在控制中心的控制下，提供光、声音的发布功能。9、数据采集代理：简称代理，负责与终端、校园网连接，实现将终端采集的数据传输到数据存储网络。10、标准化处理：几个数据处理算法，将采集到的不同的信号处理成标准的二进制数据，去除内容特征，但不同类型的信号处理成不同的二进制流，对每个流标识内容。1.2平台建设目标建设一个能对校园平安事件集中管理、智能分析、快速反映、积极干预的系统是平台建设的目标。该平台采用物联网技术，依托校园网资源，构造信息采集、传输和存储网络。基于分布式模式，针对影像、红外、射频信号进行采集、转换、传输和集中存储。在此根底上，对采集的数据进行智能分析，根据分析结果，协调影像采集动作、红外监测动作和射频识别动作，更进一步的采集信号，为及时预防、事后分析提供完整、详尽和准确的数据。除此之外，该平台还能对平安事件进行集中管理，及时调度资源，对平安事件进行快速反响和干预，最大程度上控制平安事件的发生，限制平安事件影响的范围。1.3平台功能平台的功能分为信号采集、数据传输、数据分析、事件干预和资源调度五类，平台功能分布及相互关系见图1-1。图1-1平台功能分布及相互关系示意图下面对上述功能做概要描述。1、数据采集数据采集的设备是终端，该终端可将影像、红外、射频以及光、电信号采集功能集成在一起，也可以模块的形式进行组合。终端通过物联网络、工业现场网络和485控制网络组成一个覆盖校园的信号采集网。该网通过校园电子地图来管理。2、数据传输终端采集的数据通过物联网络、工业现场网络和485控制网络将数据传输到代理，经代理处理后，通过校园网传输到由数据库组成的存储系统。代理支持离线存储和断点续传。3、数据分析在采集数据的根底上，对数据提供分析。分析的目标有两个，一是以分析结果为依据，快速协调相关终端，以采集更深入的、后续的信号，为平安事件的预防、监视和控制以及时候分析提供准确、全面的依据。并据此进行资源调度，以便有效、及时地处理现场情况。二是分析事件的轨迹，为事后分析提供依据。4、事件干预依据数据分析结果，提前调度资源预防事件扩大、现场警示以及调度相关终端，持续、深入地采集现场数据，为事后分析和现场控制提供依据。5、资源调度根据现场数据采集和数据分析结果，调度各种资源，到达预防事件发生，限制事件扩大的目的。第2章平台功能描述为确保平台研究的成功，平台的研究分阶段展开，每个阶段针对一种信号，分别经历数据采集、数据传输、数据分析、事件干预以及资源调度五个阶段，完整地实现基于该信号的平安事件的处理过程。将上述过程扩展到其他信号既可实现基于其他信号的平安事件的处理过程，如果基于开放式的模式开发上述系统，那么今后其他信号也可以很方便的集成到平台中。下面就针对上述机制详细讨论平台具有的功能。2.1数据采集数据采集是数据分析以及其他阶段的根底，只有采集到了相关的数据才能进一步进行数据处理。数据采集要针对不同的信号来进行，就目前的情况来看，信号主要有：影像、红外、射频以及光、电等。目前，上述信号的采集手段、方法、设备已经标准化。因此，在平台的数据采集局部应采用市场上标准化的设备，以提高可靠性，降低本钱。同时，可将各种标准采集设备作为模块，集成到终端中，实现信号采集的集成。终端和代理那么通过工业现场总线、485标准以及目前物联网采用的传输技术进行连网。见图2-1。图2-1终端、代理关系示意图需要说明的是：数据采集需要覆盖校园。这就要求终端的部署要满足覆盖校园的要求，此局部的功能需要一个校园电子地图来支撑。通过校园的电子地图来管理终端的部署，以到达覆盖校园的目的。下面，详细介绍一下代理、终端和电子地图的作用。终端终端采用开放式结构，将影像、红外以及光、电等信号传感器集成在一起，具备多种信号的采集功能。同时终端还需具备接受由代理发来的控制命令，并根据控制命令进行动作。终端提供485接口、工业局域网接口、视频等标准接口。需要说明的是：在平台研发初期，可在终端中部署单一信号采集设备，如：摄像头、射频读卡器、红外传感器或光、电传感器等，待将主要的信号采集处理完成后，再进行集成。在数据采集过程中，利用代理屏蔽具体设备信号采集和控制的差异，实现独立于设备的数据采集和控制功能。代理代理通过工业现场总线、485标准以及目前物联网采用的传输技术将假设干个终端连接在一起，形成数据采集网络。该网络既负责将终端采集的数据传输到代理，也负责将控制信号从代理发送到终端，控制终端的动作。通过代理屏蔽具体信号采集方法、控制方法的差异性，实现独立于设备的数据采集和控制功能。利用代理，当校园网不可用时，还可以实现采集数据的本地存储，待校园网传输功能恢复后，在实现断点续传，确保数据的完整性。针对终端采集的数据，代理需要进行标准化处理，经标准化处理的信号数据对内容是透明的。除此之外，利用代理还可以实现对设备的智能化处理，既对终端采集的信号进行分析，利用分析结果协调终端，连续对该信号后续进行全面、深入的采集，为预防平安事件、现场资源调度以及事后分析提供全面、可靠的依据。电子地图为实现校园全覆盖下的终端联网，需要一个针对校园的电子地图的支持，该地图是终端部署、资源调度、协调终端动作的根本数据。综上所述，利用物联网成熟技术、工业现场总线以及485标准将终端和代理连接起来，在电子地图的支撑下进行部署，实现覆盖校园的信号采集，为平台的正常运转提供根底数据是数据采集的主要功能。2.2数据传输数据传输分为两个局部，一是终端到代理的数据传输，具有个性化，已在2.1中讨论，所以不在此处讨论。二是代理到数据存储的数据传输，不具有个性化，本节主要讨论的是这局部的数据传输。经代理标准化处理的信号数据，不再具有内容特征，因此，可采用通用的数据传输方式进行传输。即通过TCP/IP协议实现数据的传输。需要特殊说明的是：数据传输要支持代理的本地存储续传。2.3数据分析数据分析是平台的核心内容，主要表达在两个方面。一是平安事件轨迹分析，二是平安事件跟踪策略分析。下面，分别介绍两方面的情况。1、平安事件轨迹分析该功能是事后分析功能。既从大量的采集数据中，确定焦点。以该焦点为平安事件确实定环节，然后，以该焦点为起点，分析相关的数据，确定平安事件轨迹，再现平安事件现场情况。平台提供确定平安事件焦点的功能，该焦点确实定2、平安事件跟踪策略分析终端在采集数据的同时，根据预先设定的策略，确定需要深入、延续跟踪的平安事件征兆，并将此决定发送到数据分析引擎。数据分析引擎根据平安事件征兆的性质，结合校园电子地图和终端部署，确定下一步需要信号采集的终端，并协调相关终端对可能的平安事件进行全方位、深入的跟踪监测，同时将监测结果发送到分析中心，为事件干预、资源调度提供准确、全面的信息支撑，为预防平安事件、限制平安事件的范围和程度以及收集平安事件的证据提供支持。2.4事件干预事件干预包括声音、警报和光刺激，起到吓阻、劝告和调度的作用。针对平安事件征兆，参考数据分析引擎的分析结果，在终端控制中心的控制下，在平安事件征兆的现场发布声音，对平安事件的可能参与者起到劝告、吓阻的作用，防止平安事件的发生，或限制平安事件的扩大和趋向严重。同时也提供现场的调度作用。同样的方式，在平安事件现场发布警报或光刺激也同样可以起到劝告、吓阻作用。到达防止平安事件发生、限制平安事件范围和程度以及现场调度的作用。2.5资源调度根据终端采集的数据，结合数据分析引擎的分析结果，调度资源，限制平安事件的发生是资源调度最重要的作用。而当平安事件发生时，那么第一时间到达平安事件现场，部署平安事件限制范围那么是资源调度另外一个重要的功能。利用分析结果，参考校园电子地图，实现对资源的快速、有效的调度是资源调度的特点。第3章主要技术和技术路线3.1主要技术平台研发涉及的主要技术包括：视频采集、图象分析、射频识别、红外监测、光电信号采集、无线通讯、计算机网络、代理、数据存储可计算机控制技术。各局部支撑的功能见表3-1。表3-1平台研发涉及的主要技术可解决的问题。序号涉及技术解决问题1视频采集通过终端采集覆盖校园的影像信号。2图象分析对采集的影像信号进行焦点分析和模式识别，参考电子地图，为协调各终端深入监测提供支撑。3射频识别对覆盖校园的射频信号进行识别，为轨迹分析采集根底数据。4红外监测对覆盖校园的红外信号进行监测，实现入侵识别/5光电信号采集对水、电、温度和烟提供监控功能，为资源调度提供依据。6无线通讯为终端与代理通讯存在障碍的地点提供数据传输效劳。7计算机网络为代理与数据存储提供数据传输通道。8代理支持独立于设备的数据采集功能和数据传输功能。9数据存储海量数据存储。10计算机控制控制终端动作。11软件技术系统软件开发、校园电子地图维护。平台研发是一个综合工程，涉及的技术繁多，但由于采用集成的思想，因此，很多问题的解决都是立足现状，在以有的标准和标准的前提下完成。因此，平台研发过程中将尽量、大量采用现有的产品。平台提供框架，将现有的产品集成到平台中，实现平台的功能。3.2技术路线平台研发遵循以下的技术路线。1、确定平台架构和数据采集架构以及通讯方式〔1〕确定具有分布式特点的平台架构；〔2〕确定开放的、基于驱动模式、分布式的数据采集架构；〔3〕确定基于485、TCP/IP的通讯方式。2、影像监视系统的开发〔1〕利用现有的摄像系统采集影像资料；〔2〕影像资料传输到代理后，进行标准化；〔3〕标准化的数据传输到数据存储；〔4〕利用图象处理技术、模式识别技术分析影像，发现焦点；〔5〕结合电子地图，利用确定的焦点，确定继续监视的范围和路径；〔6〕通过控制系统，协调影像终端，作好监测焦点的准备。2、射频监测系统的开发〔1〕利用射频一卡通进行个体的识别；〔2〕一卡通覆盖校园出入口、各建筑及室内门禁、图书馆、食堂和其他需要身份识别和消费的场所；〔3〕通过分析射频采集的数据，分析一卡通的行动轨迹；〔4〕结合校园电子地图分析轨迹和时间。3、红外监测系统的开发〔1〕对校园周边、需要监视的重点区域以及建筑物和建筑物内部的重要区域实施红外包围；〔2〕利用红外识别入侵行为；〔3〕结合电子地图，对入侵行为进行分析。4、其他光、电信号的监测的开发5、具有数据传输、数据标准化功能的代理〔1〕以驱动模式开发数据信号的采集模块；〔2〕对采集的数据进行标准化处理；〔3〕基于远程进程控制，开发本地数据传输引擎；〔4〕基于TCP/IP开发控制中心对代理的控制机制；〔5〕基于485标准开发代理对终端的控制机制。6、数据分析〔1〕开发影像焦点分析算法；〔2〕基于电子地图的轨迹分析算法。7、终端控制技术〔1〕基于TCP/IP的远程进程通讯开发；〔2〕基于485标准的终端控制技术开发。以上讨论了平台研发的技术路线。其中数据分析、信号数据标准化以及终端控制技术是技术路线中的核心，也是平台研发过程中的重大和难点。平台架构和终端架构那么是平台研发的另外一个重点。第4章拟解决的关键问题1、平台的架构；2、基于驱动模式、开放的、独立于设备的数据采集体系；3、图像焦点发现算法；4、基于电子地图的焦点运动轨迹分析算法；5、基于网络技术的资源调度算法；第5章研发工期及费用预算5.1研发工期研发工期为21个月，具体时间分配见表5-1。表