平安校园规划设计方案.docx
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平安校园规划设计方案
学校“平安校园”安全
监控系统规划设计方案
2010年7月
第1章
系统需求分析
1.1前言
高等学校安全保卫工作的根本任务，就是对学校安全实施有效管理，维护校园的正常秩序，创造良好的安全环境，以保障教学科研管理的顺利进行，确保师生员工能进行正常的工作、学习和生活。
近年来，各地公安机关和教育部门高度重视高校安全保卫工作，采取多种措施切实维护高校稳定，取得了一定的成效。
但由于当前社会问题和高校内部问题相互交织，治安问题和政治问题相互影响，人民内部矛盾和敌我矛盾相互渗透，影响高校稳定的因素呈现出多样化、复杂化的趋势。
由于目前校园治安状况日趋复杂化、特殊化和多样化，综治工作面临的新情况和新问题无疑正与日俱增，原有的一些防范和整治手段开始无法满足当前工作的要求，严重影响了管控绩效。
为提高校园安全防范与快速反应能力，结合校园防范区域的实际需求，必须建设一套先进的、一流的综合安防系统，再配合以必要的人防、物防等手段，实现对校园重点内部区域、生活区及周边主要环境的全面有效的全天候监控，有效保障学校财产及教职员工的安全。
同时，利用现有网络资源，校园监控中心可对学校各区域实现远程视频监控与统一管理。
1.2需求分析
根据现场勘查及校园防范区域分布的特点，首先建立校园区域监控与报警机构，并对其功能逐步完善。
具体点位如下：
1.6栋楼（6层），每栋楼，两个电梯各配置2个摄像头，走廊两端2个摄像头，周界4个摄像头，大门1个摄像头。
2.室内400个
搭建校园监控与报警中心信息网络平台，充分利用现有校园网络资源，将校园内各区域监控与报警机构有效的连接，实现网络资源的共享，在此基础上对整个校园数字化网络监控平台进行合理的规划、管理及其他功能的扩充（包括制定各类突发事件的预案处理方案等），最终，实现对不安全事件的事件预防、事中警告、事后取证查询，全面提高校园完全质量。
本次规划设计可解决目前校园的监控需求，并提出了一些有助于学校发展的建设性建议。
除了监控需求外，在新老校区，需要召开视频会议，涉及设备包括1个MCU会议控制服务器，与2个会议终端。
并且，视频会议可与监控系统进行融合，视频会议可调用监控画面，供会议决策者使用。
1.2.1区域监控组织结构的建立
根据学校的具体防范要求和资金到位情况，首先建立重点防范区域的局部监控网络，因此必须确定区域监控的具体位置和相应的人员组织，具体如下：
1、各区域图像监控信息汇聚点地址的确定（监控室的选址）。
2、各区域各图像采集范围及数量的确定。
3、监控室对各类信息采集、处理和传输方式的确定。
4、重点部门防范类型及数量的确定。
5、监控室人员及管理制度的确定。
6、监控室值班人员工作流程的制定。
7、突发事件应急预案处理工作流程的制定。
8、校园网预留端口类型及数量的确定。
根据不同的防范等级和各类信息采集的数量，组建不同规模的区域监控与报警系统，以满足学校对园区内不同区域监控的要求。
1.2.2设计思路的描述
1、系统集于Internet/Intranet架构设计，利用校园网传输视频信号、报警信号。
管理平台采用基于Client/Server架构设计的智慧型数字监控系统。
2、系统整体采用中央集中监控与区域监控相结合的架构设计，各区域相对独立，中央监控中心对所有区域监控室统一管理。
3、区域监控室安装区域监控主机，用于对本区域内的资料进行存储、查看、监控。
4、中央监控中心安装中央监控服务器，大屏幕等离子显示器可实时多画面显示各区域重要的监控点画面，并对其进行录像、云台控制、画面切换、历史资料查询等操作。
5、在教室、各楼内、校区重要场所安装摄像机；在学校围墙、大门、楼门等安装探测器，在警卫室安装报警器；在综合实验楼、财务室、机房、重要试验室等地安装门禁。
以加强对内部出入人员的管理和控制。
6、根据具体需求，在中央监控室对监控功能进行设置，监控系统即可运作。
7、监控中心通过校园网络对各区域监控终端的访问实现对校园内部和周边区域的远程监控，可以及时了解校园内学生、教务人员的活动状态、设备的运行情况和各类信息采集的历史记录。
对下属教学机构科学、有效的管理提供必要的决策依据。
8、学校可将部分摄像机实时图像链接于校园网站上，向外界展示学校优雅的风貌和安全舒适的学习环境。
树立良好的校园形象。
1.2.3系统功能的描述
校园区域监控与报警系统均可实现以下功能:
1、支持多画面分割轮跳实时显示，画面任意组合任意调看。
2、支持长时间录像、预约录像、报警录像、位移侦测录像等方式。
3、支持报警、视频任意联动。
联动动作包括：
打开（或关闭）声光报警器、单支或多支摄像机录像、在屏幕的最前面显示预设摄像机的即时影像、控制云台摄像机转到预设点位置。
4、可为用户分配详细的权限：
监控节点（包括摄像机和探头等）、监控系统功能、按钮等。
5、强大的存储功能不但可以存储影像资料，而且可以记录各个警报的详细信息：
包括警报触发位置、警报触发时间、警报触发时的联动动作、所联动动作的状态等资料。
对历史资料可轻松查询。
第2章
系统设计指导意见、建设原则及设计依据
2.1系统设计指导意见
监控与报警系统是一个完整的、独立的系统。
在设计时我们将根据“严密、合理、可靠、经济、完善”的设计思想，努力做到安全、周密，兼顾其它，由于系统的对象是校园，安防系统的目的除了维护办公、教学及学生公寓场所的安全以外，另外一个同样重要的目的是服务于管理、给管理者提供现代化的决策依据。
安防监控系统设计均遵循以下的原则，以达到最佳的效果和最优的性能价格比。
1、实用：
监控覆盖面和图像质量须满足各区域管理部门实战需求；图像联网须满足分控中心新与总控中心之间互联互通的需求；数字图像实时监视和图像回放查询界面友好，系统安装、使用、维护简便。
2、可靠：
系统采用的主要安防设备须经过具有公安部批准的相应资格产品检测中心的测试，质量达标，性能稳定，能持续有效运行。
3、先进：
采用成熟、主流的技术构建系统平台，充分兼顾需求和技术的发展，充分考虑与其他系统的连接，建设可扩展的、开放的平台。
主要设备可采用搭积木的模块式方便扩容，保护原有投资。
4、经济：
在确保实用性、可靠性、先进性的前提下，注重系统建设成本和投入的阶段性，以技术建设与应用机制的协调发展，确保系统效益。
5、开放：
系统应遵循开放系统的原则。
系统应符合国家标准和行业规划，能提供软件、硬件、通信、网络、操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口和工具，使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。
6、安全：
由于本系统涉及到区对于公共场所的日常实时监控、数据传输量大及使用人员多，故安全性和保密性就显得十分突出和重要。
在考虑系统安全性和保密性时，除应考虑各种外界干扰外，还需在各个环节提供安全、保密措施。
2.2系统建设的原则
学校数字视频监控系统的建设应遵循“统一规划、统一标准、注重实效、分步实施”的原则。
统一规划：
综合数字视频监控管理系统的建设必须规划在先。
统一标准：
综合数字视频监控管理系统的建设必须统一标准。
在建设过程中，严格执行相关技术规范和工程管理的具体要求，以确保各区域视频监控系统的互联互通。
注重实效：
综合数字视频监控管理系统的建设必须注重实效。
鉴于系统技术复杂，投资较大，在建设中应以现实需求为导向，以有效应用为核心，以技术建设与工作机制的同步协调为保障，确保系统能有效服务于区域管理工作。
分步实施：
综合数字视频监控管理系统从本区域的实际情况出发，在统一总体规划、分步实施的策略下，建设好一期区域视频监控系统，逐步扩大系统覆盖面。
2.3系统设计依据
本系统设计依据为：
《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）；
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）；
《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）；
《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）；
《民用闭路电视监控系统工程技术规范》（GB50198-94）；
《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）；
《音频、视频及类似电子设备安全要求》（GB8898-2001）；
《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》（GB4793-2001）；
《信息技术设备的安全》（GB4943-2001）；
《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收技术规范》。
EIA/TIA568A，EIA/TIA569A国际电子工业协会通信线缆、通讯路径和空间标准
ISO/ICE/IS11801结构化布线标准
ISOTCP/IP协议标准
ISO/IEC13818MPEG-2协议标准
ISOIGMP/CGMP协议标准
10BASE-T，100BASE-TX标准IEEE802.3，IEEE802.3U
《中华人民共和国通信行业标准》（YD/T926）
《城市市政综合监管信息系统技术规范》（CJJ/T106-2055）
第3章系统架构设计
学校办公楼数字视频监控系统总体架构分为：
大楼内及楼外围摄像机经前端设备编码后均直接接入所在区域交换机接入校园网络，园区外围通过EPON/RRPP方式接入核心交换机，在信息中心布置IPSAN集中存储设备，监控中心通过4*4电视墙实时监看前端校园网内所有网络节点在权限许可下都可查看监控图像等信息。
系统联网架构图如下：
本方案是IP网络、视频处理、IPSAN存储及业务软件等一系列技术及产品的有机整合。
它的具体产品组成如下：
1）视频处理部分：
完成视频信号的输入功能，视频源除了包括各种固定摄像机、半球摄像机、球形摄像机、高速智能球机等前端模拟摄像器材设备外，还包括监控媒体终端即特殊设计的视频编码器（EC）。
与通常的视频编码器不同，该监控媒体终端同时具备视音频接入及编码、网络接入和iSCSI存储写入功能，可以完成监控信号的视音频输入，把模拟的视频、音频信号（如摄像机、麦克风等视音频源信号）进行数字化和压缩编码，形成IP数据包，利用网络传送到指定的目的地址，既可以进行实时查看，满足实时监控的需求，也可以直接基于iSCSI写入IPSAN存储设备进行信息保存。
2）监控管理及控制部分：
这部分完成对所有监控设备、业务的管理及控制，包括了视频管理服务器VM、数据管理服务器DM等组件。
其中视频管理服务器是方案的管理中心和控制中心，视频管理服务器的授权用户可以在任意一台PC管理终端（VC，VideoClient）上完成全网的设备管理、资源调度、云台控制和硬解码输出控制，所有的控制指令由视频管理服务器集中处理和发送。
通过视频管理服务器，可以很容易的实现对方案的集中管理。
数据管理服务器是作为这些存储设备的管理者，从复杂的存储设备管理信息中抽象出与监控业务相关的信息，实现了对系统内大量存储设备的集中管理以及存储资源的动态分配。
3）IPSAN存储设备：
主要功能是接收监控媒体终端发送过来的基于TCP/IPiSCSI存储视频数据流，并存储起来；向PC客户端（虚拟解码器Virtualdecoder）提供实际的VOD点播视频流数据流和视频数据下载服务；接受数据管理服务器的管理等。
所有的IPSAN存储设备可以根据需求灵活的部署在不同的监控中心，但都可以通过DM数据管理服务器实现统一的管理。
4）网络承载、交换、及传输部分：
完成视频流的传送及交换功能。
由于方案基于IP构建，IP网络可同时具备传输和交换的功能，可实现视频流的无阻塞交换，确保图像的清晰度和实时性，并具备高度的安全性、天然的可扩展能力和灵活性。
5）最丰富的全光组网能力：
基于H3C在网络技术的深度理解，系统无缝整合SFP光纤星型组网、EPON无源光网络总线/树形组网、RRPP光环网组网技术，从而提供业界最全面丰富的全光网组网能力，适应各种光纤组网环境。
对于周界外围监控，H3C编码器除了EPON接口卡外,还可提供双SFP接口卡，内嵌千兆单纤双向SFP模块，可构造环网，环网协议基于H3C交换机采用的RRPP私有协议，在链路上可实现200ms故障自愈
3.1系统原理简述
本解决方案采用视频流控制和承载交换相分离的机制，视频管理服务器是整个系统的控制和管理核心，所有监控的控制流都由处理，但是系统中音视频媒体流并不在视频管理服务器上集中处理，而是通过IP网络进行以分布式的交换和处理。
解决方案可以实现各种监控业务，包括实时监控、视频信息存储及历史视频流回放等，主要业务流的实现机制如下图所示：
●实时监视流：
可在软件客户端界面上发起实时监视请求，VM将控制指令发给相应的视频编码器，视频编码器（EC）以IP组播方式发送实时视频流，需要观看图像的客户端和视频解码器（DC）可加入到该视频编码器所对应的组播组中，便可直接观看相应的实时视频图像了。
由于采用了IP组播，无论有多少个VC或DC在观看该EC的实时视频流，所占有的IP骨干网带宽为都是一路视频流带宽，从而节省了大量网络带宽。
●视频存储流：
DM预先制定每个EC的存储计划，该存储计划通过VM下发到每个EC上。
EC可根据存储计划，自动将视频流通过TCP/IPiSCSI写入到IPSAN存储系统中，不需要经过其他设备，也不需要其他人工干预。
●历史回放流：
当需要查看历史视频信息时，在VC操作界面上发起回放请求，VM将该指令发给DM，DM在IPSAN进行检索，找到相应的历史视频数据后，IPSAN会直接将历史视频数据发给VC，由VC进行解码播放。
从上述描述可以看出，相对于传统的视频矩阵或DVR监控方案，IP智能监控方案有多处独特之处：
首先是用高品质IP网络代替了传统的视频切换矩阵进行实时监控流的交换处理，要求保证监控图像的跨域查看响应时间在300ms以内，满足专业监控的需求。
其次是采用媒体流承载处理和控制分离的机制，VM作为整个系统的控制和管理核心，所有监控的控制流都由VM处理，但是系统中音视频媒体流并不在VM上集中处理，而是通过IP网络进行以分布式的交换和处理，从而避免了由于视频交换服务器的处理性能而造成的瓶颈问题。
另外，采用了先进的IPSAN存储技术，相对于其他存储技术，IPSAN存储本身有着独特的技术优势，如专业的数据保护、良好的兼容性及可扩展性、可以在分布式部署的同时实现进行集中管理、便于数据共享等。
同时，方案通过EC系列内置iSCSI模块，EC可以直接对IP存储设备进行写入操作，从而省去了中间的视频服务器，简化了系统架构，既提升了系统的可靠性又增强了方案的可扩展性。
IP视频监控系统还可以很好的和其他技术与工具整合，如GIS地图服务、视频识别工具等。
图4iVS的GIS地图服务
3.2系统实现功能
3.2.1总控中心
●管理所有系统内视频设备（图像编码器、图像解码器、分布式IP-San所有客户端软件登录计算机用户）
●管理系统内所有VM服务器和存储管理服务器DM，完成VM服务器和存储管理服务器DM上数据同步。
系统中心时钟。
●实时监控所有前端监控点声音图像。
●可检索各区域存储图像。
●可通过客户端软件控制解码器，解码前端编码器图像，实现网络矩阵功能。
可轮切换，序切换。
只要交换机允许系统不限制解码器数量
3.2.2分控中心及其他区域
●分控中心可通过网络获取所辖区域实时图像资源和历史图像数据。
●分控中心可用办公管理计算机（对硬件设备有要求）通过客户端应用软件实时播放本辖区实时（有用户权限管理）。
●分控中心可用办公管理计算机通过客户端应用软件可点播播放存储图像，下载图像数据文件。
●在用户权限许可的情况下可以实时监控其他区域图像实况。
●在用户权限许可的情况下可以可点播播放其其他区域存储图像，下载图像数据文件。
●在用户权限许可的情况下可以控制云台摄像机，高速快球摄像机等
3.3系统架构
学校网络视频监控系统完全是基于IP网络，网络视频监控系统借鉴了NGeN架构，将信令控制与码流交换分离，信令接续与码流承载分离。
若核心服务器出现故障，并不会影响目前整个监控业务的正常运行。
系统中各个部件（视频管理服务器VM、数据管理服务器DM、客户端VC、前端监控媒体终端EC/DC、视频存储设备IP-SAN）如果IP可达，都可以分布化部署，正常运行。
学校视频监控系统按照控制管理分为监控接入层、承载交换层、控制管理层和视频应用层四个层次。
3.3.1系统架构层次
1.监控接入层
前端监控媒体终端（EC）负责把视频源传送过来的模拟图像转换并编码压缩成IP数据流通过IP网络传送，支持UDP组播流和存储iSCSI单播流。
2.承载交换层
采用开放式的TCP/IP协议的IP承载网，并利用组播/单播协议把不同的数据码流传送到实际目的地址。
视频流和控制信号转换成标准的IP信号并由控制管理层进行处理。
3.控制管理层
采用信令控制与码流交换分离的体系，控制管理层主要负责整个系统的信令控制。
控制管理层是监控系统的核心部件，系统中所有的设备都是通过控制管理层来实现相互的通信和管理。
4.视频应用层
视频应用层主要由视频客户端VC负责把监控图像进行实时查看，并把历史数据进行回放。
3.3.2系统功能特点
●先进的体系架构
方案充分整合了IP网络、视频、存储、信令等领域的技术，采用开放的架构，标准的技术实现。
系统将信令控制与媒体流交换分离的先进理念引入视频监控系统。
系统中音视频流并不在VM上集中处理，而是通过网络的处理交换以分布式的形式分发出去，避免了由于媒体流处理的性能压力而造成的瓶颈问题，从而可以实现监控规模的无限制扩展。
采用这种开放性的架构，具备较好的开放性，允许不同子模块的技术独立演进发展。
同时，原有的监控系统，不论它是采用模拟矩阵方式还是DVR方式，可以通过一个视频/控制网关接入到该系统，从而保护用户已有的投资。
●高清晰的图像质量
方案采用最新的专业图像技术，可提供FULLD1高清晰图像分辨率，支持MPEG2/MPEG4编码格式，编码带宽最高可达8M，尤其是在高动态图像监控场合，可以为用户提供最高质量的高清晰图像。
同时通过组播优化等网络技术，使得方案具备良好的实时性，满足专业监控的要求。
尤其是方案采用一次编码、全网交换的方式，避免了传统监控系统因为矩阵多级级联而造成的图像质量下降和时延增加的现象，在多级扩展后仍可以保持最佳的高清晰图像质量和低时延。
高清晰度全数字监控存储系统采用了专用的硬件编解码芯片，音视频的传送时延小于300ms。
●对新技术的包容
同时，我们看到，监控所涉及的每个子领域的技术都处在快速的发展中，如监控接入层中的各种无线技术，包括WLAN、GPRS、3G等；网络承载层中的IPv6、高性能以太网等；控制层的模块化软件技术、中间件技术等；业务应用层的IPSAN、图像识别、人工智能等。
iVS方案采用这种标准、开放的架构，有利于每个层次技术的独立发展及平滑演进，保护用户的技术投资。
正是由于方案在体系结构上的优势和对各种新技术的综合利用，将监控中的视频设备、IP网络、IP-SAN存储及监控管理软件有机的融合为一个整体，充分发挥了IP网络、IPSAN、模块化软件等各种最新技术的优势，使之在监、控、存、管、用等各方面获得最佳的综合表现。
尤其是方案很好的解决了目前大规模监控所面临的高密度广范围接入问题、海量集中存储问题、低运营成本和全网统一管理的控制管理问题。
●全系统时钟同步
系统不但实现了所有管理服务器之间时间自动同步，监控媒体终端上还有OSD叠加视频时钟，也和系统管理服务器同步，这个功能在视频监控管理和事件发生后查找证据上有很重要的实际意义。
●系统的可扩展性
“学校安防监控系统”的建设采用统一的系统标准和通信协议，使整个系统中各个子系统间能互联互控，充分发挥整个系统的功能，而且所采用设备也不必受制于某一厂商。
随着系统以后的扩展，用户容量将会不断扩大，新的业务功能的要求将会层出不穷。
这要求系统具备良好的可扩展性，因而在系统建设的初期，首先立足于近期的应用需求进行系统配置，而以系统的可扩展性来保证今后5~10年内的发展需求。
系统的各个组成部件选用标准的硬件和软件，各个子系统的设计模块化，使系统可以通过模块堆叠的方式进行扩展；各部分、各小系统的接口规范化，从而使软、硬件能够平滑升级或更新，网络节点的增减对网络性能的影响不大。
系统的可扩展性主要表现在以下几个方面：
Ø前端监控点增减只要增减图像编码器和监控摄像机及可，这些设备可以互换使用。
Ø若前端编码器增加，并有数据存储要求，系统只需要增加专用存储SAN就可以。
Ø在多个系统级联时，可增加一个核心数据库服务器来维护系统数据的完整性，可以为新增的前端点和后端多个监控中心提供网络视频资源目录服务。
●系统的可靠性
Ø系统前端编码器支持本地存储，当网络出现故障时，采集到的视频数据可以保存在前端，而不会丢失。
Ø高清晰度全数字监控存储系统的网络编码器和网络解码器采用了实时嵌入式系统，系统可长时间稳定运行，支持7X24小时工作方式，并且系统不易受到黑客、病毒的入侵和攻击。
Ø高清晰度全数字监控存储系统的数字监控网管服务器只负责多点的控制而不进行图像的集中处理，所以数字监控网管服务器不会由于过多的图像处理造成负荷过重而导致系统崩溃和死机，或出现会场图像质量下降、黑屏甚至掉点。
Ø高清晰度全数字监控存储系统具有自愈能力，当意外掉电、网络故障等问题修复后，系统自动回到原状态继续运行。
Ø采用IP-SAN作为监控数据存储设备，可以在分布式部署的同时实现集中管理、跨域共享、平滑扩容、兼容互通等，此外，在可靠性方面也有很多独特的优势，如支持RAID、支持硬盘在线热插拔、支持硬盘电源短路保护、支持可选冗余热插拔电源、支持电源自动故障切换等。
从而确保了可靠海量视频信息的可靠存储。
同时由于端到端的IP-SAN存储是基于数据块的存储模式，克服了传统监控模式中文件存储容易损坏文件和无法查询最近图像的弊端，提高系统可靠性同时大大缩短了系统的图像回放响应时间，为紧急情况处置争取了时间。
●系统的安全性
系统的安全性和保密性可从以下方面加以保证。
Ø软件系统的安全性
操作系统级的安全规范必须满足国际C2级标准，可以保证不被身份不明的黑客所攻击。
数据库的超级用户帐号即密码由服务器的系统管理员设定，数据库的一般用户帐号和权限由数据库超级用户（数据库管理员）设定。
系统定时自动将主数据库服务器的数据备份到备份服务器中。
系统维护人员可随时方便地对数据进行备份和恢复。
Ø应用程序级的安全性
所有的操作人员进入系统前均应登录自己的工号和密码，并通过认证服务器认证，核对准确后方可进入系统。
所有的操作人员均应规定相应的级别及权限，任何越权的操作必须被拒绝。
所有的操作、错误均应有记录，并可以根据工号或操作查询。
除了用户管理的基本资料外，工作人员不得对用户的其它资料和数据进行更改和操作，除非有用户指定授权人的授权。
Ø数据通信级的安全性
对于传输的重要图像数据，为了防止被窃取或篡改，可考虑适当的加密措施，对数据进行加密。
尽可能选用具有一定加密功能的网络设备，以对流经的数据进行加密，录像资料可通过水印手段进行加密。
3.4系统各分项设计
3.4.1系统前端设备部分（监控接入层）
系统每个前端均由摄像机（云台摄像机或固定枪机）、立杆、室外机箱、视频编码器（EC）、专用电源和防雷接地等设备组成。
1.摄像头
摄像头能够把活动景物的光信号转变为图像的电信号，它是电视监控系统中最主要的信号源。
摄像机的分类方式有多种，按所摄取的图像种类来分：
（1）黑白电视摄像机；
（2）彩色电视摄像机；按适用照度来分。
（1）普通摄像
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