教育局网络远程集中监控方案seegle.docx
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教育局网络远程集中监控方案seegle
教育系统网络数字监控系统方案
一、概述
我国正处在一个高速发展的历史时期，教育兴国是我国的一项基本国策，全社会都对教育事业投入了极大关注和巨大的人力物力，教育由原来的学分教育、知识教育向素质教育转变。
这些都对教学工作提出了更高的要求，学校等教育业者采取了很多措施改进教学手段。
近年来，随着电子技术的不断发展，信息技术的浪潮正在冲击和改变着人们传统的思维方式、工作方式及当今社会的各个领域。
随着人们对现代化安全防范系统需求的不断增长，建设一套安全、高效、配置合理的安全防范及电视监控系统已经成为教育系统建设不可缺少的组成部分。
强化教育管理，加强领导对老师的有效监督，有效防范重大案件发生，在重要位置设置全天候监控点，建立教育系统本地视频监控和系统远程联网监控系统，实时了解教育系统的各个重要位置的工作状况，在全教育系统内形成统一协调的动态视频监控网络和录像回放系统，利用现代数字化、网络化的视频监控技术来保障教育系统的监管环境。
对重要场所、重要通道监控录像，杜绝校园不文明现象的蔓延，给学校一个纯净的发展空间，提供一个良好的学术氛围提供了现代化的保障。
我们本着高水准、高质量，提高产品的性能价格比，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、保养的方便性，结合教育系统监控的具体需要，设计了本系统解决方案。
教育系统视频监控工程主要是在各个教育系统的主要位置安装监控摄像机，通过摄像机实现全方位的监控，便于及时了解学校安全情况，为事后查证提供证据保障。
实现全教育系统视频监控系统的网络化、数字化、智能化，形成统一协调的动态视频监控系统和安全保障系统。
二、需求分析
2.1校园网络监控的主要作用
（1）门岗监控：
对进出校门的人员、车辆进行记录和统计，便于事后追踪和查询。
（2）教学区监控：
对教学区的教学秩序以及进出教学区的人员、物流进行记录和监控，通过突发事件的录像，提高处置突发事件的能力。
（3）宿舍区监控：
对进出宿舍区的人流、物流进行记录和统计，保护学生的人身、财产不受侵害。
（4）图书馆监控：
对进出图书馆的人流、物流进行监控和记录，夜间无人时实施布防。
（5）活动场所监控：
对篮球场、足球场等各种运动场的活动情况进行监控，预防突发事件。
（6）通过对以前的模拟监控系统进行网络化改造，使之能够方便地进行全网管理。
2.2功能需求分析
2.2.1信息采集功能
监控系统前端信号包括视频、音频、报警等多种输入，前端设备上来说可能是报警器、摄像头、视频编码器、IP摄像机、流媒体服务器，信息采集就是完成能这些设备的数据采集和标准化，其中视频数据采集是本系统中最复杂工作，视频数据又是监控系统最重数据。
2.2.2信息传输功能
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。
2.2.3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。
2.2.4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。
2.2.5存储和备份
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。
系统应能存储下列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，使之可以作为证据使用。
2.2.6历史图像的检索和回放
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；支持回放图像的无级播放。
2.2.7用户与权限管理
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。
2.2.8系统的人机交互
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，对下列状态给出指示：
正常状态、报警状态、故障状态。
2.2.9网络信息安全管理
网上监控系统应具备保证信息安全的各项措施，包括身份认证、设备认证、前端设备和社会监控中心的接入安全、移动监控系统的接入和传输安全、图像信息的防篡改等。
2.2.11与其它系统的数据接口
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。
三、方案设计原则
根据项目的要求和国家有关法规的要求，我们经过认真研究、分析设计本系统方案。
该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。
为实现安防系统的可视化管理奠定了基础。
依据、参考的相关规范包括：
《工业电视系统工程设计规范》GBJll5—87
《远动设备终端通用技术条件》GB/T16435-1996
《中华人民共和国安全行业管理规范》
《软件工程国家标准》
《中国电气安装工程施工及验收规范》
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
《安全检查防范系统通用图形符号》GA/T74-94
《社会公共场所安全防范工种设计规范》
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
《中华人民共和国公共行业标准》（GA/T70-94）
《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》（GB50198-94）
《民用工业建筑电气设计规范》（GJT16-92）
《电视系统视频指标》（CCTRRECOMMENDATION472-3）
3.1、标准化
网络视频监控系统就是要实现在网络系统上的图像传输和共享。
本系统采用的产品均遵循网络协议和传输标准的要求。
3.2、可扩展性
由于用户以后的需求会不断发展，监控数量将随之扩大，只要增加前端设备和升级软件不用添加其他附加设备，以保证用户的投资。
Ø为了适宜未来系统扩展的要求，系统在满足现有功能的基础上预留足够的设备容纳性以便系统扩充之用。
系统中控制部件（软、硬件）采用集中式结构、嵌入式等技术措施，可以方便灵活的进行扩充，充分保证系统在将来的适应性。
Ø灵活的组网方式，方便被监控点的增加。
3.3、易用性
软件使用界面良好，用户安装相应软件（集中管理监控软件）后就可进行实现监控，在授权的情况，所有服务器及前端的设备的设置都可用集中管理监控软件来操作，不用单独设置。
3.4、可靠性
Ø具有设计独到的视频流量管理功能，保证网络通畅。
Ø实行操作权限管理，保证统一、规范管理。
Ø分布式由于每一个设备均以分散的方式安装于远端的摄像机端，即使单个设备发生了故障也仅仅是影响到这个设备，而不至于影响整个系统。
3.5、完善性
Ø具有强大的视频、音频和数据告警功能：
当某台摄像机发生移动侦测报警时，系统可实时启动录像，或驱动云台前往预置位实时监视；
Ø功能完善的录像管理体系：
系统可选用手动、移动侦测、报警、定时录像四种录像方式；提供指定周期的滚动删除功能，有效防止存储空间耗尽。
同时可提供分布式网络存储或中心集中存储功能；
Ø系统具备完善的控制功能：
系统设权限管理，对不同级别的用户给予不同的权限，有效防止越权操作；
四、总体方案设计
4.1基本思路
采用现代最先进、最可靠的计算机视频处理技术、现代通信技术、自动控制技术等，形成数字化、网络化的智能监控系统。
在设计上要首先保证教育系统视频监控系统的先进性，在具体实施时又要本着经济、实用、合理、可靠的原则来配置系统的硬件和软件，同时系统所配置的硬件和软件必须是模块化的、开放式的结构，以便今后扩展。
4.2系统拓扑结构
前端
实现信息采集和显示功能，是监控资源的具体体现，指需要接入到各级监控中心的前端设备。
根据需要可以是图像采集和显示设备、声音采集设备、入探测设备等。
图像采集和显示设备主要是各种摄像机、监视器及其附属配套设备、前置传输设备；声音采集设备主要指拾音器、扬声器及其配套前置传输设备，在有视频会议、现场广播、双向对讲等需求情况下采用，也可为考前培训等应用提供设备基础。
报警设备主要是现场设置的各类探测器、报警控制器等。
传输
实现视频、音频、报警、数据等信息在光纤、网络上有效传递和交换。
主要设备包括传输设备、视频编/解码设备。
控制/管理
实现监控资源的控制、管理和监视等功能，主要在监控中心集中实现。
通过授权也可在用户终端对监控资源进行访问和控制。
控制管理的主体主要包括虚拟数字矩阵阵、服务器等设备，以及监控管理系统软件平台。
控制/管理的对象涉及系统的所有设备。
教育系统网络数字监控拓扑图
依照上图所示，43个学校各监控分区根据需求和现场情况安装好8个前端摄像机，其中2路通过视频分配器分成2路视频信号，一路通过采集卡接入视频会议服务器中，作为视频会议摄像机用。
另一路接入视高科技发展有限公司的视频服务器（DVS）中，作为网络摄像机用。
达到一机两用的效果。
其余的6路摄像机直接接入视频服务器中，还可以将学校的各种报警装置级联到DVS中，以便于将报警信号上传或者和视频信号进行联动报警。
各校园本地监控中心通过监控管理主机实现现场监看。
所有监控信号通过网络上传至教育局监控中心管理服务器，以便教育局监控中心集中监看。
所有视频图像统一在教育局监控中心集中存储，存储在磁盘阵列中。
也可同时存储在各校园本地监控客户端中。
方便管理员和领导调阅监控录像。
依照上图所示，前端各分区监控数字信号传输至分区分控中心，同时，通过校园网络上传至校园监控中心，通过视高科技发展有限公司提供的集中监控管理系统对校园所有视频进行统一控制和监看。
还以再连到教育系统相关职能部门，以便上级部门集中监看。
4.3监控中心结构
在教育局机房设立监控中心对各校园进行监控。
监控中心作为整个系统的核心，担负着整个系统的协调、监管职责。
只有保证总监控中心内所有的设备7*24小时不间断运行，才可以保证视高网络视频监控系统的质量，也同时可以用户建立网络化视频监控的需要。
服务器电脑：
可自己选择配置较高的电脑安装我们的监控服务器软件,服务器需具备独立的静态IP地址和一定的带宽以保证用户访问数据的稳定性和流畅性，实现对监控图像的收集、转发、存储等功能
服务器软件：
服务器软件包括中心服务器、转发服务器、存储服务器三大核心模块，这三大服务器软件模块可项目实际大小情况安装到同一台电脑上或分别安装到不同的电脑上
Ø中心服务器：
接收源于网络视频监控设备的数据，将视频设备分配给转发服务器和存储服务器，录服务器仅仅提供索引服务，而不提供任何的音视频传输服务及控制数据转发服务。
Ø转发服务器：
接收及处理源于中心服务器分配的网络视频监控设备的数据，为其管辖范围内的视频设备提供管理服务，包括设备配置、日志管理、电子地图管理、数据接收及转发等。
Ø存储服务器：
接收及处理源于中心服务器分配的网络视频监控设备的数据，为其管辖范围内的视频设备提供存储服务。
监控管理客户端是对所有接入中心服务器的视频图像和音频、报警等数据进行管理的平台。
由视高远程网络监控运营版软件提供强大的控制和管理的功能。
系统扩容：
只需要增加转发服务器、存储服务器带宽或增加转发、存储服务器电脑即可
客户端部分：
用户端的监控客户端和管理中心的管理端一样，采用视高远程网络监控软件。
客户端根据监控管理员提供的账号登入中心监控管理服务器，账号管理权限由管理中心管理员分配。
系统通过设置账户来组织“用户”，通过设置“角色”来分配权限。
用户只对自己所属机构的设备具有管辖权限；用户根据所属角色不同对属于自己机构的设备具有不同的管理权限。
根据授权实现相应系统访问操作功能，防止非法使用和越权操作。
用户权限管理满足集中统一管理的需要，以业务流程为纵向主线，以行政管理体系为横向主线。
无论是上级业务管理部门，还是行政主管领导和综合管理单位，均可根据系统授予权限察看需要的图像和其它信息。
五、视高远程监控系统主要功能
5.1、实时图像监看
Ø视高监控系统能进行高质量的视频采集以及音频的实时采集。
Ø任意一个授权用户都可以通过浏览器均可以观看来自现场摄像机的实时彩色图像。
每一个授权用户可以观看的图像在数量理论上没有限制。
Ø对关键区域和出入口通道进行24小时全天候监控，现场画面实时显示在本地监控中心的屏幕上。
Ø工作时间内对工作区进行实时监视。
Ø发生报警后，联动前端镜头对报警区域进行实时监视。
Ø监视区域内图像的动态变化，检测监视区域内的物体运动。
自定义分割显示
可以实现单画面、4画面、9画面、16画面、25画面、36画面、N+1画面、自定义画面分屏显示、支持目标窗口、组轮巡显示。
N+1分屏显示模式
巡视功能
本系统可设置视频自动巡视功能，在系统设置中设置好轮视间隔时间，可分别设置预览的间隔时间和远程观看的间隔时间。
快球巡航功能：
在指定的快球上设置好相应的预置点，然后将预置点加入巡航列表中设置停留时间，启用巡航功能，系统将自动按照设定好的巡航路线进行巡航。
5.2、报警联动机制
Ø视高视频监控系统可以管理声光报警器的输入节点。
声光报警器通过连接红外线摄像机等入侵检测设备。
当前端有报警发生时，远程监控端不但有声音提示，同时能显示发出报警点的实时图像。
这样，通过报警管理功能，用户不必再额外安装专门的报警管理系统。
在发生入侵时，会自动记录现场情况，调用相应的摄像机，以声、光方式通知值班人员。
视高视频监控系统具有同时处理多任务能力，对于多个地方的同时报警情况也可以及时处理。
Ø支持温度、火警、烟感、红外等多种报警信号的采集和记录，对报警进行手工/定时/自动设防和撤防。
采集报警传感器的开断信号，经过网络视频服务器记录报警信号、发生时间和地点，将重要报警信号及时上报给监控中心。
Ø监控中心接收到报警信号后，在数据库中查找对应的联动规则，产生对应的报警输出（声音警报、灯闪、门禁动作等），通过应急广播系统可以产生相应的应急广播输出。
报警联动规则可以设定为自动产生报警输出，也可以通过人工确认方式产生。
Ø发生紧急事件时，监控中心弹出事先设定的紧急处理预案流程，规范对安全紧急时间的处理过程，产生设备故障时，根据事先设定的故障处理预案，分配具体人员进行故障处理，并记录故障处理过程和状况。
5.3、电子地图定位
系统支持电子地图访问，以空间数据库为基础，将应用数据与地图有机结合，提供强大的空间分析和查询功能，丰富的表达方式直观地显示结果。
电子地图系统根据系统结构分为多个级别显示，只需要将实际的地图或结构图文件上传到系统里，并将实际的摄像头布置到地图上，为操作人员提供直观的管理界面，每张电子地图可单独设置其关心的摄像头，报警探头、报警输出甚至节点。
5.4、远程控制功能
在网络上的计算机，在授权的情况下，可以通过英特网远程监控系统可对摄像机镜头进行光圈、焦距、景深距离的控制操作，对云台可做全方位控制。
5.5、设备在线管理
对网络视频服务器、转发服务器及存储服务器等关键设备提供注册、检测的管理能力，凭借系统强大的网络管理能力，系统能直观、方便地检测设备和线路的工作状态。
5.6、通过先进的压缩方式降低对带宽需求
视高网络视频监控系统对视频的存储及传输压缩方式采用先进的H.264的网络视频压缩技术。
压缩比和帧率可调，图像压缩比率400-700:
1，传输质量非常理想（最高可达25帧/秒，分辨率704*576），每通道只占据300K带宽，还可以通过降低帧数来减小网络带宽——当每秒传输为5帧时，带宽只占用60K。
这种很高的图象压缩比可以适应于在窄带上的传送。
视高常用视频压缩模式的带宽占用指标：
CIF:
352*2881-25fps约80Kbps-512Kbps
H-D1:
704*2881-25fps约100Kbps-1500Kbps
D1:
704*5761-25fps约384Kbps-4000Kbps
5.7、视频影像存储
图像的品质、记录的保存、系统的安全性是视高监控系统三大要素，在记录保存方面，使用了硬盘录像技术，达到以下特点：
Ø多路实时性：
系统用实时并行处理技术，每路信号均可独立操作互不干扰。
Ø长时间录像存储：
在保证图像清晰度和实时性的前提出下，提高了录像效率，支持长时录像
Ø智能录像管理：
可按时间等设置参数对录像进行管理。
Ø精细查询、回放功能：
用户可根据摄像枪编号，时间段，事件等条件准确快速查找到所需要的录像文件并回放。
回放时可随意快进、慢放、逐帧、逐秒、重复等方式，图像可以全屏放大。
Ø高效成熟的压缩算法：
系统采用压缩比大，实时性较强的压缩方式，减少存贮的介质。
图像记录在若干个视频监控点，利用普通IDE硬盘记录图像，分散在网络内。
图像的存储是灵活的、分布式结构。
这一点对于要求长时间、大容量记录场所至关重要。
多个视频监控点提供上万支摄像机连续24小时记录要求。
5.8、图像回放
网络内的任意授权用户可以通过视频监控点回放其授权范围内的任意图像即使这路图像在其他的地市。
5.10、虚拟矩阵
系统支持软件方式完成的“虚拟矩阵”功能。
支持通过解码器将来自远端的网络视频信号还原为模拟视频信号，利用模拟监视器（电视墙）来显示所有的远端摄像机的画面。
支持使用软件代替模拟硬件矩阵，完成图像的矩阵切换功能。
当然，也支持点-点的给予硬件的还原。
5.11、图像输出
支持各种格式的图像、图片输出。
图像可以制作为光盘，使用标准的播放软件播放。
5.12、图像远程传输
如网络已经连接到公网，那么公网内部任意授权合法用户均可以登录到视高网络视频监控服务器，通过服务器远程观看现场图像、历史记录图像。
5.13系统用户管理平台
◆每套系统支持多管理平台
◆视频显示模式：
可以实现单画面、4画面、9画面、16画面、25画面、36画面、N+1画面、全屏
◆轮巡：
支持任意窗口位置的单画面轮巡、多画面组轮巡显示
◆声音：
可对任一监控现场，值班（保安）室进行监听，对讲与广播
◆系统工具栏自定义：
用户可根据自己的功能需求和使用习惯自行定义工具栏显示模块
◆日志查询：
记录用户操作、探头报警、移动侦测、视频丢失、网络中断、硬盘容量报警等，支持打印、备份的功能
◆云台控制：
RS-232和RS-485串口连接，支持内置协议和透明协议控制
◆视频图像抓拍：
可以对正在监视或回放的图像抓拍
◆字幕叠加功能：
:
通道名称、日期、时间、星期、码率可选设叠加在图像上，设置时有效果实时预览窗口
◆画质与码率控制：
用户可按实际需求情况进行画质与码率的任意控制，有效果实时预览窗口
◆图像屏蔽：
用户可任意设置某路视频的屏蔽区域，有效果实时预览窗口，移动侦测报警触发后恢复预览、移动侦测报警消失后恢复屏蔽
◆视频调整：
用户可根据实际场地环境进行视频的亮度、色度、对比度、饱和度等方面的调整，具有恢复默认设置功能
◆切换用户：
值班人员多用户切换使用系统
◆屏蔽windows操作：
以避免人为或意外的病毒侵入，保证操作系统的干净稳定，进而保障监控服务器系统的安全
◆当前的主机信息备份与恢复：
降低系统部署的繁琐与不可抗性的灾难恢复
◆前端设备的管理控制：
可对连入系统的设备进行自由分组，并可对组和组里的设备进行组控制和设备独立管理控制
◆录像类型：
移动侦测录像、计划录像、手动录像（录像到服务器、录像到管理平台本地）、报警布防触发录像等
◆支持客户端软件自动升级
◆服务器、客户端支持双线与域名登陆连接
◆支持设备远程升级管理
六、视高远程监控系统优势
●操作便捷：
无需配置任何服务器，只需一个账号登陆客户端，即可实现远程视频监控；
●存储无忧：
不管身在何处，都可以远程调取录像；
●功能强大：
集专业版所有功能于一体；
●使用灵活：
可以同时支持视频服务器,网络摄像机IP视频产品；从而可以根据用户的实际需要组合多层次的、多样化的视频监控组网方案。
●先进性：
使用了先进的B/S结构，运用了流媒体技术，数据测控技术，数据传输技术，数据存储、处理、分析技术
●智能性：
运用后台处理技术，平台管理都在后台进行
●界面友好：
本着使用者的工作特点、行为心理学的原理、人性化的理念，界面友好，互动性强。
●使用方便：
全中文界面，只需要会使用鼠标和键盘上网就会熟练使用。
●终端用户安装简单：
用户只需要一根网线和电源接口即可
●集中管理：
支持设备跨区域跨网络集中管理与维护，支持设备远程升级
●客户端软件自动升级：
如软件有更新，客户端软件会自动检测并自动启动更新程序
●设备跨网：
不论设备在什么网内，只要网络正常，我们的设备会主动连接到监控服务器，无需在网关设备上做映射开放端口等繁琐的设置操作
●服务器心跳功能：
在整个项目中，各服务器（中心服务、存储服务、转发服务、代理服务等服务器）会实时检测自身运行状态，管理员可远程实时查看各服务器运行信息
●安全性：
先进的加密技术：
用户登录时，在网络中传输的用户名和密码信息经过128位DES加密处理，他人无法通过网络截取用户信息；在监控中心数据库，用户名和密码也同样采用加密技术进行存储，通过先进的加密技术，保证系统信息的安全性
●存储方式：
支持集中存储、分布式存储，系统设备少的时候可选择集中存储，如系统设备越来越多，可选择使用分布式存储
●双线支持：
监控服务器软件支持网通、电信的双线服务器，以确保服务器的资金投入最小化与用户访问的稳定快速
●支持多服务器：
一套中心服务器支持多台转发服务器和存储服务器的同时接入
●系统扩容：
前端使用用户无限增加，只需要调整存储服务器与转发服务器的存储容量与带宽，或增加服务器
七、设备选型
四路D1网络视频服务器
1U高度小机箱，基于DSP编码的纯硬件嵌入式架构，体积小巧，使用方便。
产品特性：
Ø采用高性能、功能强大的媒体处理器,单片SOC芯片
Ø支持红外夜视功能（参照具体型号）
Ø支持光学变焦、自动聚焦功能（参照具体型号）
Ø采用标准的H.264压缩算法，方便在窄带上实现高清晰的图像传输
Ø支持UPNP和动态域名解析,方便用户使用（待开发）
Ø内
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