动物园视频监控及综合平台方案.docx
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动物园视频监控及综合平台方案
动物园视频监控及综合平台方案
1.系统概述3
1.1项目背景3
1.2项目意义3
1.3建设目标5
1.4建设范围5
2.动物园现状调研分析7
2.1园区各系统设施及信息化系统建设和运行现状7
2.2现有工作基础7
2.3项目与已有系统的关系8
3.需求分析9
3.1业务需求分析9
3.3笼舍门安全技术改造需求分析10
3.4大屏幕显示系统需求分析10
3.5网络建设及信息安全需求分析10
3.6存储分析11
3.7可视对讲系统分析12
3.8电子巡查系统分析12
3.9机房工程需求分析12
3.10安保监控中心需求分析12
3.11系统性能分析13
4.建设方案14
4.1建设原则14
4.2总体架构15
4.3视频监控、报警/对讲系统建设方案15
4.4大屏幕显示系统建设方案21
5.动物园技防管理平台设计23
5.1系统概述23
5.2.系统结构23
6.笼舍监控设计26
6.1系统概述26
6.2系统结构26
6.3.系统处理流程27
7.温湿度监控设计29
7.1系统概述29
7.2.系统结构29
7.3系统处理流程30
8.网络系统设计32
8.1系统遵循的主要技术标准及规范32
8.2局域网方案35
1.系统概述
1.1项目背景
某市动物园建设于上世纪50年代，其中包括饲养、展出动物的露天活动场和室内外笼舍，以及珍稀动物场馆，熊猫作为某市动物园的镇园国宝，熊猫馆更是游客必到之处。
经过梳理分析发现，某市动物园在动物笼舍生态化改造过程中，重点改造了动物展示区，改善了动物活动环境，保障了游客安全，但后场动物饲养区基本未进行改造，部分笼舍设施老化，有些场馆缓冲笼配置不到位，逃生通道不完备，猛兽饲料投喂口设置不合理，报警装置缺乏、视频监控未覆盖后场饲养区、门禁系统不完善、笼舍展出区视频监控不完善，安全防范措施明显不足。
由于饲养后场区域的安全保障，除了笼舍基本的物理隔离设施以外，在工作过程中主要靠工作人员严格遵守操作规范来避免事故发生，饲养后场的技防措施较少，利用技防来加强安全防范的环节薄弱，一旦工作人员出现疏忽或操作失误，容易发生动物逃逸、甚至伤人事故。
2012年年底，某市动物园狮虎豹生态展示区的一头非洲狮逃逸，所幸发现及时未对游客和工作人员造成伤害。
因此，提高饲养后场的安全防范能力，除了继续加强工作人员的规范操作外，新增和加强门禁、视频监控、提醒系统、报警系统，对动物园安全防范工作而言是很必要、很重要、很迫切的。
只有先防范好动物，才能把动物对人造成的威胁的可能性降到最低，才能为工作人员和游客提供最大的安全保障。
1.2项目意义
本工程改造完成后，将从社会效益和经济效益两个层面全面提升某市动物园的管理水平。
动物园管理得越好，文明程度就越高，动物园的形象就越好，动物园就越具活力和旅游吸引力。
从这个意义上讲，本工程的建设将有助于提升动物园的形象，有助于构筑和谐动物园。
系统的建设也将降低动物园管理成本，实现经济效益的目标。
1、有利于改善动物园治安环境
动物园是一个集旅游、休闲、的公众活动场所，是某市的重要旅游景点，公园的安保管理是社会治安管理的一个重要组成部分，与经济建设有着密切的关系，本工程中在游艺场及游客集散中心等重要区域增设监控摄像机进行安保监控，可及时了解和掌握监控区域的治安动态和不文明游园行为，及时处置各类事件，有效提高动物园安保管理水平，提高游客的安全感和文明程度，创造一个安全、舒适、温馨的游园环境。
2、有利于改善动物园旅游秩序
通过监控系统实现对动物园内游艺场、动物场馆、主要道路以及售票中心和检票口的秩序情况一目了然。
如果哪个景点游人过多，就及时进行游客疏导，以平衡游客分布，从而使整个动物园的秩序始终处于合理、有序状态。
这不仅保护了动物园的环境，而且使游客玩得更为舒适、更为轻松。
3、提高动物园管理效率
通过安防系统间联动，有效实现应急指挥以及预警报警，提升动物园应急反应能力，以信息技术的运用促进技术保障与管理保障的互动，带动动物园管理效率的提高。
4、为工作人员提供安全保障
通过动物笼舍门状态监测系统的建设，可以及时发现工作人员工作过程中的安全隐患，从而有效防止各类安全事故的发生，避免工作人员遭受伤害，为动物园公共环境和安全提供可靠保障。
5、减少人员成本
通过技防系统建设，可减少工作人员及劳动强度，且可更好地动态掌握监视及报警情况，达到增效益的目标。
6、降低管理成本
通过工程实施，逐步实现动物园各种资源的整合，使各系统在统一框架运行、管理，从而大大减少将来系统的扩展成本和维护成本，降低了管理成
1.3建设目标
1、改造动物笼舍，在不改变动物生活习性和工作人员操作规范的前提下，使工作环境更加安全和人性化。
2、动物园后场区域部分猛兽馆建成笼舍门状态报警系统，实现对管理人员的疏忽或失误起到提醒报警功能。
3、动物园后场区域建设视频监控点，并在队组、监控中心等区域可以调看相关图像，了解相应动物笼舍及动物的具体情况。
4、动物园后场区域建成紧急报警开关，与视频进行联动，出现紧急情况时可按动报警按钮，监控中心视频进行报警显示。
5、动物园后场区域建成对讲系统，实现与监控中心的语音通讯。
6、动物园会议室建成一套大屏系统，实现动物园监控图像显示功能。
7、各场馆及游览区域安装数字监控摄像机基本做到全园无盲点覆盖，监控中心以及安保人员可以根据相应权限监看动物园重要路段监控点图像。
8、新建动物园主机房，将机房建设成一个安全可靠、成熟实用、美观舒适的现代化机房。
1.4建设范围
1、业务范围
日常监控、预警报警及应急指挥联动机制。
2、笼舍改造及笼舍门监测系统建设范围
笼舍改造在除繁殖场外的全园范围内按照防范等级确定的改造原则开展。
3、视频监控系统
本工程中新安装的数字视频监控点主要针对各动物馆饲养后场区域及园区内重点部位如游艺场等区域，繁殖场如需视频监控系统可根据现场实际需求做相应的增加。
1.5建设内容
1、笼舍改造
笼舍改造内容包括对部分锈蚀、老化的笼舍（包括笼门）网片进行更新、调整等加固措施、增加缓冲笼、在大型食草动物笼舍新增逃生通道、改造凶猛动物笼舍的投喂口、增加门禁系统及凶猛动物笼舍吊门增装插销。
2、建设笼舍门开关状态监测系统
建设笼舍门开关状态监测系统，通过计算机通讯及控制技术，实时监控动物笼舍门状态监测器开闭状态；通过设定开关逻辑关系，实现现场及后台控制中心报警；通过门禁系统对讲功能，及时提醒饲养员，并可进行互动交流。
3、视频监控
建设全新的数字网络视频监控系统是完全基于计算机网络和IP视频终端设备，模块化的IP智能采集设备，可以将视频监控的触觉延伸到网络触及的各个角落，为将来扩容留下了充分的余地。
数字网络视频监控系统是运用最新的数字视频技术、网络通信技术建立的一套软硬件相结合、崭新的、完整的监控系统。
各应用模块可依据业务需要，部署在监控中心及其他工作场所，使网络系统上的图像、数据得到最优的利用。
实现全园区域的高清数字监控，基本实现全园各重点区域以及游览区域的的视频全覆盖，实现远程在线实时监控，也可为数字动物园的实现打下基础。
4、监控中心改造
为了使监控更及时、有效，动物园安保监控中心在现有基础上进行改造扩容，包括场地面积的扩大和监控屏数量的增加，满足高清数字监控的需要。
5、机房建设
建设内容包括动物园新主机房装修及电气系统、防雷接地等建设，并将各系统的主机以及视频监控的后端显示操作平台设置在全新机房。
6、附属设施建设
建设内容主要包括项目实施配套的管道、通信光缆、供配电设施及基础、接地等工作。
2.动物园现状调研分析
2.1园区各系统设施及信息化系统建设和运行现状
2.1.1园区设施
某市动物园建设于上世纪50年代，设备老化严重，各系统虽然在各时期进行过改造升级以及增加，但随着时间的推移各系统老化的程度严重，虽然历年的笼舍设施改造主要针对动物展示区，改善了动物活动环境和保障了游客安全，而后场动物饲养区域笼舍基本未改造，存在设施老化、配置不合理、缺乏技防措施等问题。
2.1.2信息化系统建设
某市动物园的信息化建设起步较早，经过多年的改造及工作积累，目前已经在视频监控、网络设施、通信管线、票务系统、内部办公业务应用系统建设等方面积累丰富的成果，这为开展本改造工程奠定了坚实的设施、技术和人员基础。
1、视频监控
某市动物园原有部分模拟视频监控系统，采用前端摄像机加硬盘录像机的系统架构，主要监控部分重点场馆。
但未能实现全园的视频覆盖，加之前端视频采集设备的老化，破损以及后端数据存储设备的故障，目前的视频监控系统已不能满足园区视频安防的需求。
2、信息网络
某市动物园现有一套基本网络的系统基本满足现有的各系统的使用，但网络建设相对比较落后。
3、广播系统
某市动物园广播系统包括日常广播和紧急广播两部分。
日常广播主要为动物园公共区域提供服务性广播（音乐，娱乐）及业务性广播（寻人、寻物启示、通知），紧急广播系统为动物园公共区域提供紧急广播。
4、某市动物园票务及内部办公应用系统
依托动物园内部办公网络，动物园建设了票务系统、饲养管理系统和部分内部办公管理信息系统，投入运行后为各相关部门交流、动态实时掌握有关情况提供了信息平台和技术手段。
5、机房系统现状
动物园现有主机房面积较小，机房基础设施相对落后。
视频监控、票务系统、广播系统、内部办公应用系统、网络安全系统及连接政务外网和电信的相关设备集中部署于此，目前，机房空间已基本处于饱和状态。
2.2现有工作基础
动物园大量前期工作为实施本工程奠定了扎实的基础：
1、重视工作制度、操作规程建设。
目前，动物园安保监控中心和动物馆队组监控、巡视机制已经建立，并开始规范化运作，有效提升了动物园的管理效能。
2、从细部入手，开展技防、物防、人防调查研究。
作为一个特殊的行业，动物园对安全工作有着特殊要求，动物园主要是以动物饲养、展出为主的，保证人畜安全是保证发展的重中之重。
为此，动物园各级领导和相关部门工作人员深入园区和饲养后场开展技防、物防调查研究，明确了通过技防、物防解决动物园园区安保和工作人员工作环境安全问题的思路和方法。
3、动物园领导重视。
由主管园长负责，组织相关部门及工作人员积极参与，为本工程的实施奠定了组织基础。
目前，场地、人员可迅速到位，技术支持得到保障。
2.3项目与已有系统的关系
本工程项目是在动物园以往技防、物防工程基础上的拓展、延续和完善，所以，本工程项目与已建系统和设施关系非常密切，说明如下：
1、本工程建设的内容是对现有技防系统、物防设施功能的加强，包括监控范围扩大、功能增加、手段完善，所以，设备选型、笼舍改造要求充分考虑与已有设施的匹配和兼容，确保系统正常运行、不改变工作人员操作规范以及动物生活习性不受影响。
2、通过本工程建设，将增加笼舍门状态监测系统、对讲/报警系统、视频监控点等，以往历年工程已建的各种资源，如通信资源、供配电设施、监控中心、分控机房等，可作为本工程的实施基础。
2.4主要的薄弱环节和存在的问题
经调研、梳理后发现，某市动物园已建技防、物防系统存在以下薄弱环节：
1、动物饲养区笼舍设施老化，有些场馆缓冲笼配置不到位，逃生通道不完备，猛兽饲料投喂口设置不合理，报警装置缺乏、视频监控未覆盖后场饲养区、门禁系统不完善、笼舍展出区视频监控不完善，安全防范措施明显不足，存在安全隐患。
2、园内视频监控存在盲区和死角，不利于园方全方位的实时监管。
3、系统间联动不够，预警报警及应急指挥系统尚未建立。
基于上述薄弱环节，为了进一步满足动物园的治安环境监控、游人监控、一线工作人员安全防护等需要，某市动物园动物笼舍视频监控安全技防改造十分必要和迫切。
3.需求分析
3.1业务需求分析
结合某市动物园的实际情况和客观需求，改造工程完成后，仍沿用原有的安防管理模式，即安保监控中心、饲养队组监控两级模式。
监控中心负责整个动物园的全局监控，饲养队组负责本馆的监控，随时掌握园区及饲养后场现状、出现的问题和处理情况。
作为主要的信息源、问题发现者，安保监控中心及队组监控员扮演着非常关键的角色。
本工程完成后，新建数字视频高频监控系统的和笼舍门状态监测系统，成为某市动物园数字安防系统重要组成部分直接涉及饲养员的安全。
新增加的可视对讲系统以及电子巡查系统能及时高效的通知相关人员，及时准确的处理突发事件；电子巡查系统更加高效的管理人防巡查路线，预设各组巡查人员行进路线及时准确的统计巡查人员轨迹、时间以及遗漏巡视点。
因此高水平的培训和严格的管理必不可少，主要的培训内容应有针对该系统所制定的制度事件、认知能力和应用软件的操作等。
为了更好的开展动物园安防管理工作，管理人员最好从项目筹备阶段就参与到整个项目的建设中，这将极大地有利于系统功能的完善和系统建成后交接工作。
3.2视频监控系统需求分析
根据某市动物园的需求，新建数字视频监控点主要在饲养后场、游客集散地、游艺中心等重要地区设置的数字高清视频图像监控，同时在动物园猛禽笼内配合监控视频系统建设报警及可视对讲系统，进一步增加各区域工作人员安全性以及以部分业务需求。
游客集散及游艺中心等重要地区的数字高清监控设施主要对园区治安、游客的安全及不文明行为等进行监控，该部分是根据现在公共场所安全防范要求作新的增加。
饲养后场视频监控系统主要针对工作人员的安全，通过数字高清视频系统监控饲养后场员工通道是否存在安全隐患（如动物笼舍门是否关好、设备是否安全、通道或门后是否有逃逸出来的动物等），数字高清视频监控系统发现的事件若存在危险或隐患，经确认后，则根据制度和规范及时通知饲养员及相关人员采取措施。
对摄像头布置的位置及数量多少，应视不同动物馆具体情况如通道形状、建筑高低层的分布情况等综合考虑。
另外，饲养后场视频监控因其主要的作用是安保，而不是要看全景，因此，前端设备以定焦的摄像机为主。
全园高清视频监控前端高清摄像机暂定全部使用INESA，INC-D302P-IRW200w像素高清枪式摄像机，各场馆以及游艺等公共场所如有特殊需求可根据现场实际情况，安装其它类型的INESA高清数字监控摄像机。
3.3笼舍门安全技术改造需求分析
在参考上海动物园在动物笼舍生态化改造方面积累的丰富经验，考虑某市动物园的实际情况，针对以往对笼舍的改造重点关注动物的生活习性和游客的观赏效果，而对饲养后场工作人员的物防和技防措施考虑较少，笼舍设计尚有欠缺之处，导致在喂养动物或者动物在繁殖、接受检疫时存在攻击、伤害工作人员的不安全因素。
因此，对笼舍投喂口、缓冲笼、员工逃生通道等改造十分必要，笼舍改造既保证操作安全方便，又不影响动物的日常起居。
另外，笼舍设施改造的同时，应积极考虑引入信息化技术手段，利用技防手段对动物笼舍门的状态进行检测，及时发现安全隐患并提醒工作人员，在紧急状况下可迅速启动应急机制并实现系统联动，为工作人员创造一个安全的工作环境。
本次改造拟新建动物笼舍门状态监测系统，通过操作确认和监控等技术手段，在工作过程中监控或监护，使确认和监控步骤覆盖到操作细节和动作，实现有指令、有规程、有确认、有监控，从而有效杜绝自选动作，解决操作失误等问题，确保操作过程受控是十分必要的。
通过对动物园的调研，我们将动物笼舍门状态监测系统的需求可以归纳为以下三点：
1、在管理中心和动物馆值班室的电脑上能24小时观察到笼舍门的开关状态信息。
2、在笼舍的现场，对异常的门的开启状态能通过声音报警，提示饲养员把门锁定到正常状态。
3、将一个笼舍的多扇门的开关状态进水淋和被老虎、狮子等利爪的破坏，黑猩猩馆、灵长馆笼舍门监测设备安装则要充分考虑到黑猩猩的好动、好奇特性，防止设备遭到破坏。
怎样部署（诸如布线、安装位置选择、取电等）才更有效、更方便，是动物园笼舍门状态监测系统规划、设计的最大挑战之一。
3.4大屏幕显示系统需求分析
大屏幕显示系统通过网络接入动物园管理信息平台，实现资源共享、应急指挥及会议室功能。
通过大屏幕可直观地掌握动物园区及饲养后场视频信息、问题处理信息、笼舍门状态等情况，还可以了解一线工作人员的情况，实现动物园管理全局情况的总体把握。
大屏显示系统设在动物园新建监控机房内，根据用户需求和实地调查，以及高清视频监控的实际需求采用4x6，42寸高清液晶无缝拼接大屏，将数字高清视频HDMI高清信号和计算机VGA信号以醒目、清晰、明亮的视觉效果展示出来，供领导决策，共同研讨。
3.5网络建设及信息安全需求分析
1.网络建设需求
建设全园网络系统，形成一个针对数字高清视频监控的专网，在该网络系统上完成数字高清视频的传输，以及笼舍状态实时监控系统，可视对讲等系统的数据传输。
2、网络安全
本工程是仅是对动物园原有安防、监控系统的扩大和手段的完善，对网络安全架构不作任何改动，沿用动物园已有的网络安全体系。
3、主机系统安全策略
本工程中数字高清视频监控系统、笼舍门状态监测系统需新增服务器主机。
主机系统的安全策略主要是从操作系统的角度考虑系统安全措施，防止未授权者利用操作系统的一些漏洞、后门取得对系统的非法操作权限。
在本系统中，主机系统安全策略包括：
⑴配置操作系统，使其达到尽可能高的安全级别。
⑵进行详细的日志记录，并定期查看分析。
⑶对所提供的应用服务，开放端口等做安全设置。
⑷定期地利用安全漏洞检测工具及时检测、发现操作系统存在的安全漏洞，并对发现的操作系统安全漏洞做出及时、正确的处理。
⑸建立病毒防护体系，定义病毒软件的安装、运行、配置、病毒库升级、病毒爆发应急预案等策略，有效抵御病毒对系统产生的安全威胁。
⑹建立业务应用的主机系统的备份机制。
⑺建立主机服务器系统的安全监管措施，及时检测主机系统的运行故障，并进行响应。
4、应用安全策略
应用安全策略主要是从应用系统的身份认证、授权管理以及应用业务数据的监控等方面进行建设。
3.6存储分析
由于笼舍门状态监测系统产生的都是一些状态开关量，数据量很小，因此，服务器自带硬盘即可满足长时间的存储。
数字高清视频长时间的现场录像，是动物园在发生重大事件之后分析回顾现场过程的有力工具。
根据数字高清视频监控建设的要求，采用数字磁盘阵列系统IPSAN存储架构，存储时间30天，可通过网络实现对磁盘内存储的数据进行调用和访问。
视频监控存储容量计算
视频监控路数
500路视频
暂定全园监控点数
码流
4
（Mbps）
每天录像时间
24
（小时）
保存天数
30
天
可用容量需求
617.98
（TB）
格式化损失
10
%（一般为10%）
RAID级别
5
选用存储盘位
16
选用硬盘容量
2000
（GB）
实际硬盘容量折算
1862.645149
热备
1
（1:
有热备盘;0:
没有热备盘）
需要可用硬盘
369
需要设备数量
27
16盘位
实际需要硬盘
423
块
3.7可视对讲系统分析
针对某市动物场馆分布，对每个场馆的工作人员办公区域设置TCP\IP网络可视对讲系统，控制中心管理人员可通过数字高清监控系统报警系统和该系统联动及时核实现场情况以及处理突发事件的人员调配，及时了解现场人员信息汇报与核实。
3.8电子巡查系统分析
该系统为离线式电子巡检系统。
根据需要将信息钮安装在需要巡逻的线路或设备上，对该地进行巡查的同时，用巡更器感应安装在代表该地点的信息钮，巡检器将记录下信息钮的代码及感应信息钮的时间。
此记录将成为保安何时到达该地巡查的依据。
通讯座是巡检器与PC机之间的通讯设备，可将巡检器中的记录传送到PC机系统的巡检管理软件中。
管理人员通过PC机可清晰看到保安巡逻过的设备和线路，并提出漏检、误点信息，通过管理软件统计巡检的正点率、误点率、漏检次数等功能。
3.9机房工程需求分析
在现代科学技术高度发展的社会里，机房工程这个概念将越来越广泛地应用于各个领域。
近年来信息技术正迅猛发展，但是电子设备只有通过稳定、可靠的运行才能发挥其效益。
而电子设备的稳定、可靠运行要依靠机房工程严格的环境条件，即机房温度、湿度、洁净度、洁噪声、承重、振动、电磁屏蔽、接地、防静电、不间断供配电、安保、防雷、防火、防漏水等条件及其控制精度，因此机房工程的设计与施工也日益被人们所重视起来。
机房工程是一种涉及到空调技术、供配电技术、自动检测与控制技术、抗干扰技术、防静电技术、综合布线及弱电技术等多种专业的综合性产业。
设计中必须结合用户使用情况，对影响计算机设备稳定、可靠运行的各种因素作了全面分析，从装饰、电气、空调、消防、防雷接地、机房环境监测、机房安全等多方面综合考虑建设内容。
根据现场情况及用户需求，本工程中机房工程的主要建设内容包括装饰工程（包括天花吊顶、地面、墙面、门窗）、电气工程、UPS工程、机房供配电系统、防雷接地及消防设施等。
3.10安保监控中心需求分析
本工程改造完成后，数字高清视频监控点位暂定500个，需设置高清液晶显示拼接大屏一套，暂定规格为4x6.42寸液晶无缝拼接显示屏，用于高清视频的显示和其它相关信息的显示。
3.11系统性能分析
1、基础设施性能需求
网络与通信系统，要求数据传输网络畅通、快捷、安全，应具有高可靠性、可扩展性、可管理的能力；主机要求采用通用性好的计算机系统、安全可靠的操作系统，保证系统良好的性能。
2、应用系统性能
应用系统应满足用户的要求，稳定、可靠、实用。
人机界面友好，输出、输入方便，图表生成灵活美观，检索、查询简单快捷，系统便于维护、扩充；采用结构化系统设计技术，使应用系统具有良好的可扩展性、可移植性和可升级性。
3、安全系统性能
应按照国家对电子政务系统的安全保密要求，划分网络安全域，根据信息密级，在不同的信息安全域实施相应的安全等级保护；对不同安全等级的信息，通过身份认证和访问控制，实现授权访问。
4、数据性能
系统数据应完整、准确和及时。
4.建设方案
4.1建设原则
本工程建设遵循以下原则：
1、前期工程成果继承与补充完善的原则
认真研究以往工程的建设成果，结合某市动物园管理工作的现状和园方提出的新要求，基于前期工程建设的基础和框架，重点实施笼舍安全技防改造建设，扩大视频监控系统建设范围，强化系统联动，实现实时监控、预警报警、应急指挥一体化。
2、尊重现状、以人为本
即不改变饲养员现有的规范操作程序，不影响动物生活习惯，不改变笼舍结构，着力解决一线工作人员的工作环境安全问题。
3、分类改造
根据动物可能造成伤害的程度，划分为三个等级，采取不同级别的安全措施。
安全防范等级说明如下：
⑴一级安全防范。
指对饲养员及游客可能产生严重伤害、甚至死亡的动物，如狮、虎、豹、熊、狼、犀牛、大猩猩、毒蛇、猛禽等，主要防止人与动物同笼接触。
⑵二级安全防范。
指在某些特定情况下（如在发情、产仔、哺乳期等）对饲养员及游客可能产生伤害的动物，如豺、小熊猫、长颈鹿、海狮、蟒蛇等，主要防止在进行喂养及笼舍清洁等过程中，人与动物同笼接触。
⑶三级安全防范。
指直接同笼接触不会对人产生伤害或伤害较小的动物，如一般鸟类、幼年动物、大多数两栖爬行类、鱼类、小型食草类动物、小型灵长类动物等，主要防止动物逃逸。
根据动物安全防范等级，采取不同的安全防范措施。
三级防范措施，主要在笼舍加装警示标
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