平安校园安防综合管理系统需求分析与设计Word格式文档下载.docx
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但是在校园这一特定的环境中，考虑到对整个社会的突出影响，一般不允许重大不稳定事件发生。
因此校园综合安防系统必须注重于事前预警和防范功能，使各类事件的发生最大可能的被消灭在萌芽状态。
所以说，校园综合安防系统必须是以预防各类治安案件的发生为主要功能。
2.1、现有校园安防系统组成分析
校园安防系统主要有闭路电视监控系统、入侵及防盗报警系统、电子巡更系统、门禁及一卡通系统等组成。
监控系统：
前端设备多采用模拟摄像机，中心端通常采用数字式DVR硬盘录像机；
有条件的学校配有视频矩阵，可以将图像传送至电视屏幕墙上。
入侵防盗报警系统：
在校园围墙周界安装主动红外对射探测器〔或采用电子围栏、感应电缆等〕，提供周界防越入侵报警功能；
在学校诸如财务、机房等重要室内场所安装红外探测器及报警按钮等装置。
电子巡更系统：
在学校沿保安巡视路线设置巡更点，保安人员定时按照固定线路巡视校园一遍。
门禁及一卡通系统：
系统提供人员及车辆通道进出管理控制功能、校园电子消费管理等功能。
2.2、现有系统问题分析
目前中小学、幼儿园及专业职业学校等校园安防系统建设重要存在以下问题：
A、考虑到自身投资的原因，很多学校智能化系统特别是安防系统建设投入缺乏，系统薄弱，无法承当应有的“技防〞能力。
B、安防系统技术陈旧、设备故障率搞；
系统无法稳定、正常运行。
C、现阶段校园安防体系是相对独立的一个系统，所有资源只能实现在校端的资源控制，无法提供与社会资源平台，特别是与相关公安机构平台的对接以实现安防资源的整合，到达“人防〞“物防〞“技防〞的全方位校园安防体系。
2.3、校园安防系统开展趋势
校园平安不是单个学校、单个部门的事情，是全社会共同的责任，需要人防、物防、技防三管齐下，加大校园平安基建建设。
就技防而言，加强校园周边环境的监控是关键，特别是校园门前区域，对来往人物进行严密监控，同时，在校园周界围墙建立入侵报警系统、在重要部位建立电子巡查系统、在校园出入口建立出入口控制系统，多项安防技术同时应用，建立全方位、多层次的校园平安防护网。
校园安防的开展趋势依托于安防产品的开展趋势。
网络化，智能化，数字化是将来的开展方向。
依托专用网络、无线或者3G的网络传输，借助于人脸识别和行为分析的智能化分析系统都是校园安防的开展趋势。
目前的校园安防都是独立性的系统，各个学校采用不同的产品，因此无法实现多级联网监控和报警，对于公安部门来说无法实现报警联动和视频调用。
因此将来的校园安防应该是多级联网，可以实现与110，120，119的三台合一联动报警系统。
未来理想的校园安防智能产品应该是全网智能的。
第三章、平安校园安防综合管理系统需求分析
3.1、整体需求分析
现代新型校园综合监控系统应具有智能视频分析的功能，能够实现“可疑人员徘徊检测报警〞及“可疑人员自动跟踪功能〞，应能实现不同设备及系统的直联、互通、直控，实现音视频及报警信息的采集、传输/转换、显示/存储、控制；
进行身份认证和权限管理，保证信息的平安；
应能与报警系统联动，宜提供与其他业务系统的数据接口。
校园安防系统应能通过专用网络实现与公安部门监控管理中心平台无缝对接，实现校园安防平台与公安管理平台数据交换，资源共享、报警联动等功能，满足公安机关对校园平安信息及时、准确的掌握，提高公安机关应对校园紧急事件的应变、指挥和处理能力。
3.2、功能需求分析
3.2.1、前端信息采集
系统前端信号包括视频、音频、报警等多种输入，前端设备包括：
报警器、摄像头、视频编码器、IP
摄像机、流媒体效劳器等，信息采集就是完成对这些设备的数据采集和标准化，其中视频数据采集是系统中最复杂工作，视频数据又是监控系统最重数据。
3.2.2、信息传输
控制信息、巡查信息、报警信息和视频信息等，按照工作流程在网络系统各级传输；
通过有线或无线等传输媒介，经编码解码、调制解调、光/电或数/模转换等方式，将前端设备的图像及报警信号传输至控制设备。
可单独或组合选择有线〔光纤、同轴电缆、电信宽带等〕或无线〔微波、扩频\跳频、公共无线宽带等〕传输方式。
具有动态适应网络传输状况和网络带宽的能力，具有全系统带宽管理和流量控制能力。
支持大用户量的并发接入，保证在大量图像访问情况下系统仍能正常运行。
3.2.3、实时图像点播
按照指定设备、指定通道进行图像的实时点播，支持点播图像的无级播放、图像抓帧。
3.2.4、远程控制
通过手动或自动操作，对前端设备的各种动作进行遥控；
能够设定控制优先级，对级别高的用户请求应有相应措施保证优先响应。
依据授权将网络用户发出的控制命令传送到前端监控设备，实现监控中心及授权用户对前端任意一路监控图像的调用和控制。
3.2.5、存储与备份
前端监控设备及各级监控中心，均可对巡检、报警、视音频、系统日志等信息予以存储。
存储和备份的报警、巡检等历史数据信息，可在网络系统中依据授权进行访问。
系统应能存储以下信息并保持一定时间，可配置专用存储设备备份需要长期保存的信息。
①报警发生前后一段时间内的音视频信息。
②监控中心操作员人工指定或通过编程定时指定的现场音视频信息。
③用户操作、设备巡检等系统日志信息。
各级系统对接收到的巡检信息、报警信息和视音频信息等按照信息的含义和归属进行分类，重要事件的图像可作永久存储，并且提供异地备份。
存储的历史视频数据要求进行防篡改处理，例如增加数字水印或者数字签名，使之可以作为证据用。
3.2.6、历史图像检索与回放
按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索历史图像文件并回放；
回放应支持正常播放、快速播放、慢速播放、逐帧进退、画面暂停、图像抓帧等；
支持回放图像无级播放。
3.2.7、报警联动
当监控点存在报警设备时系统应具有与报警设备联动的接口，报警发生时能切换出相应部位的视音频及报警信息，并进行记录；
对某些特定监控点，可实现视频移动侦测功能；
系统宜支持与其它业务系统进行报警联动接口。
3.2.8、用户权限管理
各级监控中心应具有对接入的用户进行授权和认证的功能。
用户及权限管理可由各级监控中心独立执行，也可集中执行。
用户及权限管理模块应定义用户对设备的操作权限、访问数据的权限和使用程序的权限。
监控中心的用户应有权限获取所辖范围内的历史图像和实时监视图像，当需要获取非管辖范围内的历史图像和实时图像时，需要获得有效授权。
用户可提供对前端设备进行独占性控制的锁定及解锁功能，锁定和解锁方式可设定。
3.2.9、系统人机交互
系统应具有直观、友好、简洁的人机交互界面，具有视频画面分割显示、字幕叠加等处理，能反映自身的运行情况，对以下状态给出指示：
正常状态、报警状态、故障状态。
3.2.10、网络信息平安
网上监控系统应具备保证信息平安的各项措施，包括身份认证、设备认证、前端设备和社会监控中心的接入平安、移动监控系统的接入和传输平安、图像信息的防篡改等。
3.2.11、系统接口扩展
系统提供与其它信息系统的互联接口。
作为系统扩展考虑，平按校园监控系统宜能与应急指挥系统〔包括视频会议系统〕、GIS
地理信息系统、GPS
定位系统、门禁系统、巡更系统、110／119报警系统等相互集成。
3.3、平安需求分析
3.3.1、物理平安
3.3.1.1
环境平安
监控中心机房平安应按照
GA/T390-2002
中的要求，进行机房场地的选择、实现机房内部平安防护、防火、供电配电、空调降温、防水、防潮、防静电以及电磁防护。
通信线路的平安应按照GA/T390-2002
中要求对通信线路进行平安防护。
教室中的摄像点应具有云台，可转动，摄像机应具有变倍聚焦功能，在最远变焦时应可清晰观察到人员的清晰面部轮廓和相貌特征。
3.3.1.2
设备平安
应按照
中设备标记要求、计算中心防盗和机房外部设备的防盗要求实现设备的平安保护。
应按GA/T390-2002
中根本运行支持、平安可用要求和不间断运行要求设计和实现设备的可用性。
3.3.1.3
防雷接地要求
应整体设计系统的防雷和接地。
系统各组成局部的防雷和接地设计应遵从
GB50348-2004中的相关规定。
3.3.1.4
记录介质平安
中的有用数据介质保护、重要数据介质保护、秘密数据介质保护和关键数据介质保护的要求进行记录介质平安保护。
3.3.2
运行平安
3.3.2.1
网络平安监控
应设置分布式探测器，实时监听网络数据流，监视和记录内、外部用户出入网络的相关操作。
宜使用防火墙、入侵检测系统、漏洞扫描工具来保障网络通信的平安。
3.3.2.2
审计
应对审计功能的开启和关闭、身份鉴别事件、系统管理员/平安员/审计员/操作员所实施的操作、其它与系统平安相关的事件做审计，并做好相应的审计响应，例如实时报警、违例进程终止、效劳取消等措施。
3.3.2.3
防病毒
应安装病毒防杀产品，做好病毒防御。
3.3.2.4
备份与故障恢复
应对某些重要的数据进行定期备份，对重要的设备进行冗余设置实现双机热备或者冷备，对重要的数据应做异地备份。
3.3.3
信息平安
3.3.3.1
身份认证
应对接入系统的设备和用户进行身份认证。
设备应采用
UUID
进行唯一标识。
宜采用基于PKI/CA
体系的数字证书认证方式结合口令密码技术做双因子认证。
3.3.3.2
访问控制
在身份鉴别的根底上，系统宜采用某种访问控制模型对用户进行访问控制〔例如基于角色的访问控制或者基于属性证书的访问控制〕。
3.3.3.3
防抵赖
数据源应对需要防抵赖的数据进行数字签名运算。
3.3.3.4
完整性保护
为了防止信息的完整性被破坏，系统宜采用数字摘要、数字时间戳及数字水印等技术。
3.3.3.5
数据保密
应对需要保密的数据在存储和传输过程中进行加密。
3.3.3.6
平安域隔离
应将平安校园监控系统划分为不同的平安域，如监控中心局域网、公共网络等，不同的平安域之间应进行相应的隔离。
当需要在公网和专网之间进行数据交换时，必须采取国家管理部门认可平安隔离措施进行物理隔离。
3.3.4
通信和网络平安
3.3.4.1
基于专网传输的平安
当平安校园监控系统的传输网络依托专网时，网上监控系统的平安受到专网平安措施的保证，可不增加额外的平安措施。
3.3.4.2
基于公共网络传输的平安
当平安校园监控系统的传输网络依托公共数字网络时，可选用
VPN
专用通道保证图像传输的平安性。
3.3.4.3
基于无线网传输的平安
移动监控系统接入监控中心时，应对无线信道采取加密保护措施。
3.3.4.4
专网的接入平安
当平安校园网络需要与公安专网进行数据交换时，必须采取相应措施保证专网的平安。
3.4
应用需求分析
平安校园监控系统的应用层是各级校园监控中心完成各种系统功能和音视频流调度管理的核心控制系统，可以分为音视频流管理子层和系统管理子层。
音视频流管理子层可完成实时音视频流点播、实时音视频流的双向解码、历史音视频流检索和回放、设备控制、存储和备份、报警联动等功能，系统管理子层负责对平安校园系统的用户和设备进行管理。
功能如下：
A、用户和权限管理：
设定管辖范围内用户、组、角色的权限。
用户管理可包括用户注册、用户查询、用户增加和删除、用户访问权限管理、用户锁定和解锁、用户分组管理、用户访问记录查看等功能；
对系统的管理、视频浏览、前端设备控制、历史音视频流资料的删除、复制、浏览等操作行为可设定权限，权限可被收回。
B、设备管理：
软硬件资源的配置及查询；
系统性能的实时监视；
系统设备的故障告警监视、故障诊断、及定位分析，告警日志的创立及维护等。
C、平安认证：
验证用户的访问权限和优先级，监测和记录用户进行的访问和操作等；
验证接入设备的合法性，并注册合法设备。
第四章、系统总体设计
4.1
设计总体目标
依托公安信息网和教育专网，开发建设适应现代智能化平安校园安防工作应用的综合图像监控系统管理控制，实现编码和控制协议转换等关键技术应用，最终形成视频监控系统联网标准和技术标准，为协助公安部门和教育部门构建平安校园图像资源应用体系打下根底。
1、建立市级公安平安校园图像综合管理控制平台，实现对全市中小学、幼儿园等校园安防监控图像资源极其相关信息的聚集、管理、操控、存储、处理等功能，并实现与公安局中心系统的充分融合和统一管理，使各级公安机关图像中心成为管理全市校园监控图像资源的枢纽。
2、建立校园综合图像管理平台，并与各级公安机关平安校园平台进行对接应用，带动全市校园图像管理平台建设和监控系统联网。
3、以全市校园大门口及周界监控系统接入为重点，将重点目标的监控系统纳入平台，并能适时调用前端图像信息。
4、推广电信“翼机通〞在校园安防系统中的运用，并实现与平安校园综合管理平台的整合，实现校园安防体系资源的增值应用。
4.2
设计思路
图像监控联网系统作为校园安防信息化的有效途径之一，其建设的力度、深度、广度将在一定程度上提高公安机关与校园管理机构的统一指挥、快速反响、协同作战水平。
为了确保平安校园系统建设工作的有序推进，确保科技保卫校园工作的持续开展，在对各级学校以前监控系统建设情况充分了解的根底上，制订了切合实际的设计方案。
为开展平安校园综合图像监控联网管理系统的建设打好根底，防止重复投资，到达“统筹规划、标准设计、分级组网、分步实施〞的目的。
平安校园视频综合监控联网系统借鉴诸多工程的成功建设经验，结合各学校的具体实际情况，对市场主流技术和厂家作了大量的调查，采用了国内国际的主流监控组网技术，提出“平安校园综合视频业务管理平台〞的建设思路。
“平安校园综合视频业务管理平台〞是指依托教育专网、公安专网、互联网等，建设一个全市校园监控联网的综合视频业务管理平台。
该平台能与公安监控指挥中心平台实现联网，不仅用于图像管理，而且能实现报警联动、数据管理、GIS、GPS、电视会议、应急指挥、智能管理，未来还可扩展实现智能视频内容分析、视频、流媒体发布等多业务应用管理。
系统采用分布式体系结构设计，各校园图像节点能实现局部自治，任意局部故障不影响系统整体运行；
具有较高的稳定性，便于统一规划、分步实施。
全网实现“统一图像资源编号，统一权限体系，统一控制协议，资源共享〞，确保各图像节点互联互通，实现真正意义上的全网图像资源共享。
4.3
设计原那么
根据平安校园视频监控联网系统要求和当前数字图像监控技术开展状况，系统的设计应遵循如下原那么：
◇可靠性
在全IP数字监控系统中，可靠性致关重要。
它指系统所采用的技术与产品必须是成熟和高质量的，当外界或内部条件发生突变时，系统能够经受住干扰和冲击，或者在尽量短的时间内恢复正常，确保系统在运行期间不间断工作。
◇先进性
采用先进的技术与设备，不仅仅应当采用先进的手段加以“武装〞。
同时，也是保护投资所必须考虑的。
先进性不仅指技术与设备在世界范围内处于领先状况，而且，应表达在相关技术上具有前瞻性。
目前，由于计算机技术特别是TCP/IP技术的大力开展，IP网以其互联性好，投资本钱低，维护简单而逐渐成为一种趋势；
面向IP网的终端技术也不断涌现。
因此，在选用数字监控的技术与设备时，应结合网络开展特点进行选择，既满足业务现实需求，又符合信息技术“三网融合〞的开展方向。
◇平安性
由于数字监控系统分布广、网络复杂，设计时应考虑采用有效的平安措施。
一方面，保护系统内容及信息不被窃取、泄露甚至篡改；
另一方面，防止系统遭受入侵或攻击，使正常进程受干扰或中断。
◇标准性
系统设计时，所采用的技术手段必须遵循业界标准，特别是要提供标准接口，使系统具有较高的灵活性，方便扩展及与其它系统互联；
同时，标准性也为今后的升级或引进新技术提供了保障。
◇可维护性
系统运行后，其管理〔如设备的维护〕是可操作的。
这些管理、维护工作应尽可能简单、方便。
这要求提供标准的系统与工程程序，提供智能化的或硬件模块。
◇经济性
系统在满足各项性能指标的情况下，应力求较小本钱与开支，追求高的性能与价格比。
4.4
设计依据
系统遵循以下标准：
✧EIA/TIA568A，EIA/TIA569A国际电子工业协会通信线缆、通讯路径标准
✧ISO/ICE/IS11801结构化布线标准
✧ISOTCP/IP协议标准
✧ITU协议标准
✧ISOIGMP协议标准
✧?
30MHZ-1GHZ声音和电视信号的电缆分配系统?
〔GB6510-86〕
工业企业通信接地设计标准?
〔BGJ79-85〕
电气装置安装工程施工及验收标准?
〔GBJ120-88〕
✧
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标准?
〔CJJ/T106-2055〕
✧GB4785-84汽车及挂车外部照明和信号装置的数量、位置和光色
✧GB50198-94?
民用闭路监控电视系统工程技术标准?
✧GA36-92中华人民共和国机动车号牌
✧GB11463-89电子测量仪器可靠性试验
中华人民共和国道路交通平安法?
工业企业通讯接地设计标准?
✧GA297-2001机动车测速仪通用技术条件
✧GA308-2001?
安防系统工程验收标准?
✧GA/T496-2004?
闯红灯自动记录系统通用技术条件?
✧GA/T669-2006?
城市监控报警联网系统通用技术要求?
✧公安部?
✧参考中国电信网络视频监控业务技术标准
建设内容
1、实现在各中小学及幼儿园等监控系统中使用较为广泛的图像编码和控制协议转换及其图像信息的网络化传输，满足系统可靠性、经济性、易维护性、可管理性要求。
2、平安校园管理中心平台、各级校园开发部署一套多层分布式的监控图像资源信息管理系统，建成基于网络传输的图像控制管理平台，实现对校园自建监控系统资源的分级管理和对下操控，同时实现与公安机关已建图像管理调度系统的融合。
3、各学校大门口及周界监控图像通过教育专网或VPN传到平安校园管理中心平台，并带动其它各类校园自建系统资源的接入。
4、配合制定一整套可以推广使用的平安校园综合监控图像系统互联技术标准，用于指导平安校园监控图像系统的联网共享和资源整合建设工作，为在较大范围建立平安校园监控系统协同应用机制提供技术依据，为开展综合图像互通提供技术参考。
5、在平安校园综合管理中心初步建设完成监控图像资源库，实现对重要学校监控图像的存储、处理、检索、调用、查询、点播等功能。
6、实现平安校园管理中心平台下的监控图像资源相关信息接入公安机关现有平台，同时为与警务地理信息系统对接预留接口，提供相关协议，并配合完成相关对接工作。
7、在各级公安机关平台上预留与各级公安机关互连的设备和接口，利用公安网从功能上验证图像资源的互联互通。
4.5
建设要求
系统建设必须符合公安部?
和相关国家对于建设平安校园安防系统的标准，并参考中国电信网络视频监控业务技术标准。
第五章、系统联网设计
5.1
系统结构设计
平安校园图像综合管理系统将采用数字化架构，采用WMV/H.264编码协议框架，所有接入的图像资源经编码后在系统内传输，承载网络为MPLSVPN网络，应用为图像专网。
系统将建设图像资源管理平台，实现对系统内资源的管理、调度、控制，并通过内外网对接平台与公安专网图像管理平台接驳，形成二级级联构架，由公安专网图像管理平台统一调度管理。
系统兼容平安校园图像综合管理涉及接入的各类监控系统，包括品牌、编码格式、控制协议等，并实现数/模系统混合控制，并行管理数字矩阵、模拟矩阵、编解码器、DVR等设备，可主动调用实时图像、查询回放历史图像、图像存储及前端摄像机PTZ控制。
系统通过部署高清图像设备实现同时管理、调度标清、高清图像资源。
平安校园系统与公安专网对接采用视频流模拟接入、控制信号以电平信号接入的方式解决公安专网的平安接入。
5.2.1
总体框架结构
5.2.2
接入网平台建设需求
该平台需采用分布式体系架构，模块化设计，可实现分布式部署，支持多级平台级联，采用J2EE开发，支持Linux/windows等多种操作系统，采用oracle数据库系统。
系统须采用组播方式实现视频流的分发，要充分考虑到稳定性和可靠性，VPN视频专网与公安专网对接需符合公安部相关平安标准，采用模拟接入的方式，同时平台具有以下需求
✧音视
升级会员 